כיצד לשפר את עמידות הקרע של בדים לא ארוגים מסוג spunbond?

כמובן. שיפור עמידות הקרע של בדים לא ארוגים מסוג spunbond הוא פרויקט שיטתי הכרוך באופטימיזציה של היבטים מרובים, החל מחומרי גלם ותהליכי ייצור ועד לגימור. עמידות לקרע היא קריטית עבור יישומי בטיחות כגון ביגוד מגן, מכיוון שהיא קשורה ישירות לעמידות ובטיחות החומר כאשר הוא נתון למשיכה ושחיקה מקריים.

להלן השיטות העיקריות לשיפור עמידות הקרע של בדים לא ארוגים מסוג spunbond:

אופטימיזציה של חומרי גלם: בניית יסודות חזקים

בחירת פולימרים בעלי קשיחות גבוהה:

פוליפרופילן בעל משקל מולקולרי גבוה/פיזור משקל מולקולרי צר: שרשראות מולקולריות ארוכות יותר והסתבכות גדולה יותר גורמים לחוזק וקשיחות גבוהים יותר באופן מטבעם.

קופולימריזציה או שינוי ערבוב: הוספת כמות קטנה של פוליאתילן או אלסטומרים אחרים לפוליפרופילן. הכנסת PE יכולה לשנות את התנהגות ההתגבשות של החומר, לשפר את הגמישות ואת העמידות בפני פגיעות, ובכך לשפר ביעילות את עמידות הקרע.

הוספת משכלי פגיעה: הכנסת אלסטומרים מיוחדים או פאזות גומי כנקודות ריכוז מאמץ יכולים לספוג ולפזר אנרגיית קריעה, ולמנוע התפשטות סדקים.

שימוש בסיבים בעלי ביצועים גבוהים:

PET ו-חומרים מרוכבים PPהכנסת סיבי פוליאסטר במהלך תהליך הספין-בונדינג. PET, עם מודול וחוזקו הגבוהים, משלים את סיבי ה-PP, ומשפר משמעותית את החוזק הכולל של רשת הסיבים.

שימוש בסיבים דו-רכיביים, כגון מבנים מסוג "אי" או "ליבה-מעטפת". לדוגמה, שימוש ב-PET כ"ליבה" לחוזק וב-PP כ"מעטפת" להידבקות תרמית, תוך שילוב היתרונות של שניהם.

בקרת תהליך ייצור: אופטימיזציה של מבנה רשת הסיבים

זהו הצעד המכריע ביותר בשיפור עמידות הקרע.

תהליכי ספיגה וציור:

שיפור חוזק הסיבים: אופטימיזציה של מהירות המתיחה והטמפרטורה מאפשרת התמצאות מלאה והתגבשות של מקרומולקולות פולימריות, וכתוצאה מכך יוצרים סיבי מונופילמנט בעלי חוזק גבוה ומודול גבוה. מונופילמנטים חזקים הם הבסיס לבדים חזקים.

שליטה על דקות הסיבים: תוך הבטחת יציבות הייצור, הפחתה מתאימה של קוטר הסיבים מגדילה את מספר הסיבים ליחידת שטח, מה שהופך את רשת הסיבים צפופה יותר ומאפשרת פיזור עומס טוב יותר תחת לחץ.

תהליכי עיצוב וחיזוק רשת:

שיפור אקראיות כיוון הסיבים: הימנעות מיישור סיבים חד-כיווני מוגזם. אופטימיזציה של טכנולוגיית עיצוב רשת זרימת האוויר יוצרת רשת סיבים איזוטרופית. בדרך זו, ללא קשר לכיוון כוח הקריעה, מספר רב של סיבים רוחביים מתנגדים לו, וכתוצאה מכך עמידות גבוהה ומאוזנת לקריעה.

תהליך גלגול חם אופטימלי:

עיצוב נקודות חיבור: שימוש בדפוס גליל של "נקודות קטנות ודחוסות". נקודות חיבור קטנות וצפופות מבטיחות חוזק חיבור מספיק מבלי לשבש יתר על המידה את רציפות הסיבים, מפזרות ביעילות מאמצים בתוך רשת סיבים גדולה יותר ומונעות ריכוז מאמצים.

טמפרטורה ולחץ: שליטה מדויקת בטמפרטורת ובלחץ הגלגול החם מבטיחה איחוי מלא של הסיבים בנקודות החיבור ללא לחץ מוגזם שעלול לפגוע בסיבים עצמם או להפוך אותם לשבירים.

חיזוק הידרו-הסתבכות: עבור חומרים מסוימים, הידרו-הסתבכות משמשת כחלופה או כתוספת לגלגול חם. שטיפת מים בלחץ גבוה גורמת לסיבים להסתבך, ויוצרת מבנה תלת-ממדי המקושר מכנית. מבנה זה לרוב מציג ביצועים מצוינים בעמידות בפני קרעים ומביא למוצר רך יותר.

גימור וטכנולוגיית קומפוזיט: הצגת חיזוק חיצוני

טכנולוגיית למינציה/קומפוזיט:

זוהי אחת השיטות הישירות והיעילות ביותר. בד לא ארוג מסוג Spunbond מורכב מחוט, בד ארוג או שכבה אחרת של בד Spunbond עם כיוון שונה.

עיקרון: סיבים בעלי חוזק גבוה ברשת או בבד הארוג יוצרים שלד חיזוק מקרוסקופי המעכב באופן משמעותי את התפשטות הקרעים. זהו בדיוק המבנה הנפוץ בביגוד מגן בעל חוזק גבוה, שבו עמידות הקרע נובעת בעיקר משכבת ​​החיזוק החיצונית.

גימור הספגה:

בד הספון-בונד ספוג באמולסיה פולימרית מתאימה ולאחר מכן מתקשה בצמתים בין הסיבים. זה מגביר משמעותית את חוזק ההדבקה בין הסיבים, ובכך משפר את חוזק הקריעה, אך עלול לפגוע ברכות ובנשימה.

סיכום ונקודות מפתח

כדי לשפר את עמידות הקרע של בדים לא ארוגים מסוג spunbond, נדרשת בדרך כלל גישה רב-שלבית:

רמה | שיטה | תפקיד מרכזי

חומרי גלם | שימוש בפולימרים בעלי קשיחות גבוהה, שינוי תערובת, הוספת אלסטומרים | שיפור החוזק והיכולת להארכה של סיבים בודדים

תהליך ייצור | אופטימיזציה של שרטוט, יצירת רשתות סיבים איזוטרופיות, אופטימיזציה של תהליכי גלגול חם/הידרו-אנטנגלינג | בניית מבנה רשת סיבים חזק ואחיד עם פיזור מתחים טוב

גימור | למינציה עם חוטים, הספגה | הכנסת מערכות חיזוק חיצוניות למניעת קריעה באופן מהותי

הרעיון המרכזי הוא לא רק לחזק כל סיב, אלא גם להבטיח שכל מבנה רשת הסיבים יוכל לפזר ולספוג אנרגיה ביעילות כשהוא מתמודד עם כוחות קריעה, במקום לאפשר ללחץ להתרכז ולהתפשט במהירות בנקודה אחת.

בייצור בפועל, יש לבחור את השילוב המתאים ביותר בהתבסס על השימוש הסופי של המוצר, תקציב העלות ואיזון הביצועים (כגון חדירות אוויר ורכות). לדוגמה, עבור ביגוד מגן מפני כימיקלים מסוכנים בעל ביצועים גבוהים, מבנה הסנדוויץ' המרוכב של "בד ספונבונד בעל חוזק גבוה + סרט בעל מחסום גבוה + שכבת חיזוק רשת" הוא תקן הזהב להשגת עמידות גבוהה בפני קרעים, עמידות בפני ניקוב והגנה מפני כימיקלים בו זמנית.

Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.הוקמה במאי 2020. זהו מפעל ייצור בקנה מידה גדול של בדים לא ארוגים המשלב מחקר ופיתוח, ייצור ומכירות. הוא יכול לייצר צבעים שונים של בדים לא ארוגים מצופים PP spunbond ברוחב של פחות מ-3.2 מטרים, החל מ-9 גרם ועד 300 גרם.