Analisi dei principali fattori che influenzano le proprietà fisiche dei tessuti non tessuti spunbond

Nel processo di produzione del tessuto non tessuto spunbond, diversi fattori possono influenzare le proprietà fisiche del prodotto. Analizzare la relazione tra questi fattori e le prestazioni del prodotto può aiutare a controllare correttamente le condizioni di processo e ottenere prodotti in tessuto non tessuto spunbond in polipropilene di alta qualità e ampiamente applicabili. Qui analizzeremo brevemente i principali fattori che influenzano le proprietà fisiche dei tessuti non tessuti spunbond e li condivideremo con tutti.

Indice di fusione e distribuzione del peso molecolare delle fette di polipropilene

I principali indicatori di qualità delle fette di polipropilene sono il peso molecolare, la distribuzione del peso molecolare, l'isotropia, l'indice di fusione e il contenuto di ceneri. Il peso molecolare dei chip di PP utilizzati per la filatura è compreso tra 100.000 e 250.000, ma la pratica ha dimostrato che le proprietà reologiche della massa fusa sono migliori quando il peso molecolare del polipropilene è intorno a 120.000 e anche la velocità massima consentita di filatura è elevata. L'indice di fusione è un parametro che riflette le proprietà reologiche della massa fusa e l'indice di fusione delle fette di polipropilene utilizzate nello spunbond è solitamente compreso tra 10 e 50. Nel processo di filatura in una rete, il filamento riceve una sola corrente d'aria e il rapporto di stiro del filamento è limitato dalle proprietà reologiche della massa fusa. Maggiore è il peso molecolare, ovvero minore è l'indice di fusione, peggiore è la fluidità e minore è il rapporto di stiro ottenuto dal filamento. Alle stesse condizioni di espulsione del fuso dall'ugello, anche la dimensione delle fibre del filamento ottenuto è maggiore, con conseguente maggiore durezza al tatto per i tessuti non tessuti spunbond. Se l'indice di fusione è elevato, la viscosità del fuso diminuisce, le proprietà reologiche sono buone, la resistenza allo stiramento diminuisce e, a parità di condizioni di stiramento, il rapporto di stiramento aumenta. All'aumentare del grado di orientamento delle macromolecole, aumenta anche la resistenza alla frattura del tessuto non tessuto spunbond e la finezza dei filamenti diminuisce, con conseguente morbidezza al tatto del tessuto. Allo stesso modo, maggiore è l'indice di fusione del polipropilene, minore è la sua finezza e maggiore è la sua resistenza alla frattura.

La distribuzione del peso molecolare è spesso misurata dal rapporto tra il peso molecolare medio ponderale (Mw) e il peso molecolare medio numerico (Mn) del polimero (Mw/Mn), noto come valore di distribuzione del peso molecolare. Minore è il valore di distribuzione del peso molecolare, più stabili sono le proprietà reologiche del fuso e più stabile è il processo di filatura, il che favorisce un miglioramento della velocità di filatura. Presenta inoltre una minore elasticità del fuso e una minore viscosità a trazione, il che può ridurre lo stress di filatura, rendere il PP più facile da allungare e da rendere più fine, e ottenere fibre più fini. Inoltre, l'uniformità della rete è buona, con una buona sensazione al tatto e una buona uniformità.

Temperatura di centrifuga

L'impostazione della temperatura di filatura dipende dall'indice di fusione delle materie prime e dai requisiti per le proprietà fisiche del prodotto. Maggiore è l'indice di fusione della materia prima, maggiore è la temperatura di filatura e viceversa. La temperatura di filatura è direttamente correlata alla viscosità del fuso e la temperatura è bassa. L'elevata viscosità del fuso rende la filatura difficile e soggetta a fibre rotte, rigide o grossolane, il che influisce sulla qualità del prodotto. Pertanto, al fine di ridurre la viscosità del fuso e migliorarne le proprietà reologiche, si adotta generalmente il metodo dell'aumento della temperatura. La temperatura di filatura ha un impatto significativo sulla struttura e sulle proprietà delle fibre. Più bassa è la temperatura di filatura, maggiore è la viscosità di stiramento del fuso, maggiore è la resistenza allo stiramento e maggiore è la difficoltà di stiramento del filamento. Per ottenere fibre della stessa finezza, la velocità del flusso d'aria di stiramento deve essere relativamente elevata a basse temperature. Pertanto, a parità di condizioni di processo, quando la temperatura di filatura è bassa, le fibre sono difficili da stirare. La fibra presenta un'elevata finezza e un basso orientamento molecolare, che si manifesta nei tessuti non tessuti spunbond con bassa resistenza alla rottura, elevato allungamento a rottura e una sensazione di durezza al tatto; quando la temperatura di filatura è elevata, l'allungamento della fibra è migliore, la finezza della fibra è minore e l'orientamento molecolare è maggiore. Ciò si riflette nell'elevata resistenza alla rottura, nel ridotto allungamento a rottura e nella sensazione di morbidezza al tatto dei tessuti non tessuti spunbond. Tuttavia, è opportuno notare che in determinate condizioni di raffreddamento, se la temperatura di filatura è troppo elevata, il filamento risultante non si raffredderà sufficientemente in breve tempo e alcune fibre potrebbero rompersi durante il processo di allungamento, con conseguente formazione di difetti. Nella produzione effettiva, la temperatura di filatura dovrebbe essere selezionata tra 220 e 230 °C.

Condizioni di formatura a freddo

La velocità di raffreddamento del filamento ha un impatto significativo sulle proprietà fisiche del tessuto non tessuto spunbond durante il processo di formatura. Se il polipropilene fuso può essere raffreddato rapidamente e uniformemente dopo l'uscita dalla filiera, la sua velocità di cristallizzazione è lenta e la cristallinità è bassa. La struttura della fibra risultante è una struttura a cristalli liquidi discoidale instabile, che può raggiungere un rapporto di allungamento maggiore durante lo stiramento. L'orientamento delle catene molecolari è migliore, il che può aumentare ulteriormente la cristallinità, migliorare la resistenza della fibra e ridurne l'allungamento. Ciò si manifesta nei tessuti non tessuti spunbond con maggiore resistenza alla frattura e minore allungamento; se raffreddate lentamente, le fibre risultanti presentano una struttura cristallina monoclina stabile, che non favorisce l'allungamento della fibra. Ciò si manifesta nei tessuti non tessuti spunbond con minore resistenza alla frattura e maggiore allungamento. Pertanto, nel processo di stampaggio, l'aumento del volume d'aria di raffreddamento e la riduzione della temperatura della camera di filatura vengono solitamente utilizzati per migliorare la resistenza alla frattura e ridurre l'allungamento dei tessuti non tessuti spunbond. Inoltre, la distanza di raffreddamento del filamento è strettamente correlata alle sue prestazioni. Nella produzione di tessuti non tessuti spunbond, la distanza di raffreddamento è generalmente compresa tra 50 e 60 cm.

Condizioni di disegno

L'orientamento delle catene molecolari nei fili di seta è un fattore importante che influenza la resistenza alla trazione e l'allungamento a rottura dei singoli filamenti. Maggiore è il grado di orientamento, più resistente è il singolo filamento e minore è l'allungamento a rottura. Il grado di orientamento può essere rappresentato dalla birifrangenza del filamento, e maggiore è il valore, maggiore è il grado di orientamento. Le fibre primarie formate quando il fuso di polipropilene esce dalla filiera presentano cristallinità e orientamento relativamente bassi, elevata fragilità, facile frattura e significativo allungamento a rottura. Per modificare le proprietà delle fibre, è necessario allungarle a vari livelli, a seconda delle necessità, prima di formare una rete.produzione di spunbondLa resistenza alla trazione della fibra dipende principalmente dal volume dell'aria di raffreddamento e dal volume dell'aria di aspirazione. Maggiore è il volume dell'aria di raffreddamento e di aspirazione, maggiore è la velocità di stiramento e le fibre saranno completamente stirate. L'orientamento molecolare aumenterà, la finezza diventerà più fine, la resistenza aumenterà e l'allungamento a rottura diminuirà. A una velocità di filatura di 4000 m/min, il filamento di polipropilene raggiunge il suo valore di saturazione della birifrangenza, ma nel processo di stiramento del flusso d'aria per la filatura in una rete, la velocità effettiva del filamento è generalmente difficile da superare i 3000 m/min. Pertanto, in situazioni in cui le esigenze sono elevate, la velocità di stiramento può essere aumentata audacemente. Tuttavia, a condizione di un volume d'aria di raffreddamento costante, se il volume d'aria di aspirazione è troppo grande e il raffreddamento del filamento non è sufficiente, le fibre sono soggette a rottura nel punto di estrusione della filiera, causando danni alla testa di iniezione e compromettendo la produzione e la qualità del prodotto. Pertanto, è necessario apportare le opportune modifiche durante la produzione effettiva.

Le proprietà fisiche dei tessuti non tessuti spunbond non sono legate solo alle proprietà delle fibre, ma anche alla loro struttura reticolare. Più fini sono le fibre, maggiore è il grado di disordine nella disposizione delle fibre durante la posa della rete, più uniforme è la rete, più fibre ci sono per unità di superficie, minore è il rapporto di resistenza longitudinale e trasversale della rete e maggiore è la resistenza alla rottura. È quindi possibile migliorare l'uniformità dei prodotti in tessuto non tessuto spunbond e aumentarne la resistenza alla rottura aumentando il volume d'aria di aspirazione. Tuttavia, se il volume d'aria di aspirazione è troppo grande, è facile che si verifichino rotture del filo e che l'allungamento sia eccessivo. L'orientamento del polimero tende a essere completo e la sua cristallinità è troppo elevata, il che riduce la resistenza all'urto e l'allungamento a rottura, aumenta la fragilità e quindi porta a una diminuzione della resistenza e dell'allungamento del tessuto non tessuto. Da ciò si evince che la resistenza e l'allungamento dei tessuti non tessuti spunbond aumentano e diminuiscono regolarmente con l'aumentare del volume d'aria aspirata. Nella produzione effettiva, è necessario adattare il processo in modo appropriato alle esigenze e alla situazione reale per ottenere prodotti di alta qualità.

Temperatura di laminazione a caldo

La rete di fibre formata dallo stiramento delle fibre è in uno stato lasco e deve essere laminata a caldo e legata per diventare tessuto. La laminazione a caldo è un processo in cui le fibre della rete vengono parzialmente ammorbidite e fuse da rulli di laminazione a caldo con una certa pressione e temperatura, e le fibre vengono legate insieme per formare un tessuto. La chiave è controllare bene la temperatura e la pressione. La funzione del riscaldamento è quella di ammorbidire e fondere le fibre. La proporzione di fibre ammorbidite e fuse determina le proprietà fisiche del tessuto.tessuti non tessuti spunbondA temperature molto basse, solo una piccola porzione di fibre con peso molecolare inferiore si ammorbidisce e si scioglie, e sono pochissime le fibre legate insieme sotto pressione. Le fibre nel velo di fibre tendono a scivolare e i tessuti non tessuti hanno una minore resistenza alla rottura ma un maggiore allungamento. Il prodotto è morbido al tatto ma è soggetto a peluria; con l'aumentare graduale della temperatura di laminazione a caldo, la quantità di fibre ammorbidite e fuse aumenta, il legame del velo di fibre diventa più stretto, le fibre hanno meno probabilità di scivolare, la resistenza alla frattura del tessuto non tessuto aumenta e l'allungamento rimane relativamente elevato. Inoltre, a causa della forte affinità tra le fibre, l'allungamento aumenta leggermente; con un aumento significativo della temperatura, la maggior parte delle fibre al punto di pressione si scioglie e le fibre diventano grumi fusi, iniziando a diventare fragili. A questo punto, la resistenza del tessuto non tessuto inizia a diminuire e anche l'allungamento diminuisce significativamente. La sensazione al tatto è molto dura e fragile e anche la resistenza allo strappo è bassa. Inoltre, prodotti diversi hanno pesi e spessori diversi, e anche la temperatura impostata nel laminatoio a caldo varia. Per i prodotti sottili, ci sono meno fibre nel punto di laminazione a caldo e il calore richiesto per l'ammorbidimento e la fusione è inferiore, quindi la temperatura di laminazione a caldo richiesta è inferiore. Di conseguenza, per i prodotti spessi, la temperatura di laminazione a caldo richiesta è maggiore.

Pressione di laminazione a caldo

Nel processo di laminazione a caldo, il ruolo della pressione di linea del laminatoio a caldo è quello di compattare il velo di fibre, facendo sì che le fibre nel velo subiscano una certa deformazione termica ed esercitino appieno l'effetto di conduzione del calore durante il processo di laminazione a caldo, rendendo le fibre ammorbidite e fuse strettamente legate tra loro, aumentando la forza di adesione tra le fibre e rendendo difficile lo scorrimento delle fibre. Quando la pressione di linea del laminatoio a caldo è relativamente bassa, la densità di compattazione delle fibre nel punto di pressione nel velo di fibre è scarsa, la forza di legame delle fibre non è elevata, la forza di tenuta tra le fibre è scarsa e le fibre sono relativamente facili da scivolare. In questa fase, la sensazione al tatto del tessuto non tessuto spunbond è relativamente morbida, l'allungamento alla frattura è relativamente elevato e la resistenza alla frattura è relativamente bassa; al contrario, quando la pressione di linea è relativamente elevata, il tessuto non tessuto spunbond risultante ha una sensazione al tatto più dura, un allungamento alla rottura inferiore, ma una maggiore resistenza alla rottura. Tuttavia, quando la pressione di linea del laminatoio a caldo è troppo elevata, il polimero ammorbidito e fuso nel punto di laminazione a caldo del velo di fibre ha difficoltà a fluire e diffondersi, riducendo anche la tensione di frattura del tessuto non tessuto. Inoltre, l'impostazione della pressione di linea è strettamente correlata al peso e allo spessore del tessuto non tessuto. In fase di produzione, è necessario effettuare una selezione appropriata in base alle esigenze per realizzare prodotti che soddisfino i requisiti prestazionali.

In sintesi, le proprietà fisiche e meccaniche ditessuto non tessuto spunbond in polipropileneI prodotti non sono determinati da un singolo fattore, ma dall'effetto combinato di diversi fattori. Nella produzione effettiva, parametri di processo ragionevoli devono essere selezionati in base alle esigenze effettive e alle condizioni di produzione al fine di realizzare prodotti in tessuto non tessuto spunbond di alta qualità in grado di soddisfare diverse esigenze. Inoltre, una rigorosa gestione standardizzata della linea di produzione, un'attenta manutenzione delle attrezzature e il miglioramento della qualità e della competenza degli operatori sono fattori chiave per il miglioramento della qualità del prodotto.

Dongguan Liansheng Non tessuto Technology Co., Ltd.Fondata nel maggio 2020, è un'azienda di produzione di tessuti non tessuti su larga scala che integra ricerca e sviluppo, produzione e vendita. È in grado di produrre tessuti non tessuti spunbond in PP di vari colori, con una larghezza inferiore a 3,2 metri, da 9 a 300 grammi.