스펀본드 부직포의 물리적 특성에 영향을 미치는 주요 요인 분석

스펀본드 부직포 생산 공정에서는 다양한 요인이 제품의 물리적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 요인과 제품 성능 간의 관계를 분석하면 공정 조건을 정확하게 제어하고 고품질의 광범위한 적용이 가능한 폴리프로필렌 스펀본드 부직포 제품을 얻는 데 도움이 될 수 있습니다. 본 기사에서는 스펀본드 부직포의 물리적 특성에 영향을 미치는 주요 요인을 간략하게 분석하여 여러분과 공유하고자 합니다.

폴리프로필렌 슬라이스의 용융지수 및 분자량 분포

폴리프로필렌 슬라이스의 주요 품질 지표는 분자량, 분자량 분포, 등방성, 용융 지수 및 회분 함량입니다.방사에 사용되는 PP 칩의 분자량은 100000~250000 사이이지만, 실제로는 폴리프로필렌의 분자량이 약 120000일 때 용융물의 유동 특성이 가장 좋고, 허용되는 최대 방사 속도도 높은 것으로 나타났습니다.용융 지수는 용융물의 유동 특성을 반영하는 매개변수이며, 스펀본드에 사용되는 폴리프로필렌 슬라이스의 용융 지수는 일반적으로 10~50 사이입니다.웹으로 방사하는 과정에서 필라멘트는 단 하나의 공기 흐름 드래프트만 받으며, 필라멘트의 드래프트 비율은 용융물의 유동 특성에 의해 제한됩니다.분자량이 클수록, 즉 용융 지수가 작을수록 유동성이 나빠지고 필라멘트가 얻는 드래프트 비율이 작아집니다. 노즐에서 용융물을 동일한 조건으로 분사할 때, 얻어지는 필라멘트의 섬유 크기도 커져 스펀본드 부직포의 촉감이 더 단단해집니다. 용융 지수가 높으면 용융물의 점도가 낮아지고, 유변학적 특성이 양호하며, 신장 저항성이 감소하고, 동일한 신장 조건에서 신장 배율이 증가합니다. 고분자의 배향도가 증가할수록 스펀본드 부직포의 파단 강도도 증가하고, 필라멘트의 섬도는 감소하여 직물의 촉감이 부드러워집니다. 동일한 공정에서 폴리프로필렌의 용융 지수가 높을수록 섬도는 작아지고 파단 강도는 커집니다.

분자량 분포는 일반적으로 중합체의 중량평균 분자량(Mw)과 수평균 분자량(Mn)의 비율(Mw/Mn)로 측정되며, 이를 분자량 분포값이라고 합니다. 분자량 분포값이 작을수록 용융물의 유동 특성이 더 안정적이고, 방사 공정이 더 안정적이어서 방사 속도 향상에 도움이 됩니다. 또한, 용융 탄성률과 인장 점도가 낮아 방사 응력을 줄이고, PP의 연신 및 미세화를 용이하게 하여 더 미세한 섬유를 얻을 수 있습니다. 또한, 네트워크의 균일성이 우수하여 촉감과 균일성이 우수합니다.

회전 온도

방사 온도의 설정은 원료의 용융 지수와 제품의 물리적 특성에 대한 요구 사항에 따라 달라집니다. 원료의 용융 지수가 높을수록 방사 온도가 높아지고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 방사 온도는 용융물의 점도와 직접적인 관련이 있으며 온도가 낮을수록 용융물의 점도가 높아 방사가 어렵고 끊어지거나 뻣뻣하거나 거친 섬유가 생성되기 쉽고 제품의 품질에 영향을 미칩니다. 따라서 용융물의 점도를 낮추고 유변학적 특성을 개선하기 위해 일반적으로 온도를 높이는 방법이 채택됩니다. 방사 온도는 섬유의 구조와 특성에 상당한 영향을 미칩니다. 방사 온도가 낮을수록 용융물의 연신 점도가 높아지고 연신 저항이 커지고 필라멘트를 연신하기가 더 어려워집니다. 동일한 섬도의 섬유를 얻으려면 연신 기류의 속도가 저온에서 비교적 높아야 합니다. 따라서 동일한 공정 조건에서 방사 온도가 낮으면 섬유가 연신되기 어렵습니다. 섬유는 높은 섬도와 낮은 분자 배향성을 가지고 있으며, 이는 낮은 파단 강도, 높은 파단 신율, 그리고 단단한 촉감을 가진 스펀본드 부직포에서 나타납니다. 방사 온도가 높을수록 섬유의 신축이 더 좋고, 섬유 섬도는 더 작으며, 분자 배향성은 더 높습니다. 이는 스펀본드 부직포의 높은 파단 강도, 작은 파단 신율, 그리고 부드러운 촉감에 반영됩니다. 그러나 특정 냉각 조건에서 방사 온도가 너무 높으면 생성된 필라멘트가 단시간 내에 충분히 냉각되지 않고, 연신 과정에서 일부 섬유가 끊어져 결함이 발생할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 실제 생산에서는 방사 온도를 220~230℃ 사이에서 선택해야 합니다.

냉각 성형 조건

필라멘트의 냉각 속도는 성형 공정 중 스펀본드 부직포의 물리적 특성에 상당한 영향을 미칩니다. 용융된 폴리프로필렌이 방사구에서 나온 후 빠르고 균일하게 냉각될 수 있다면, 결정화 속도가 느리고 결정성이 낮습니다. 생성된 섬유 구조는 불안정한 원반형 액정 구조이며, 이는 연신 시 더 큰 연신율에 도달할 수 있습니다. 분자 사슬의 배향이 더 양호하여 결정성을 더욱 높이고 섬유의 강도를 향상시키며 신율을 감소시킬 수 있습니다. 이는 파단 강도가 높고 신율이 낮은 스펀본드 부직포에서 나타납니다. 서냉될 경우, 생성된 섬유는 섬유 연신에 도움이 되지 않는 안정적인 단사정계 결정 구조를 갖습니다. 이는 파단 강도가 낮고 신율이 높은 스펀본드 부직포에서 나타납니다. 따라서 성형 공정에서는 냉각 공기량을 증가시키고 방사 챔버 온도를 낮추어 스펀본드 부직포의 파단 강도를 향상시키고 신율을 감소시키는 것이 일반적으로 사용됩니다. 또한, 필라멘트의 냉각 거리는 성능과 밀접한 관련이 있습니다. 스펀본드 부직포 생산 시 냉각 거리는 일반적으로 50~60cm로 선정됩니다.

도면 조건

실크 가닥의 분자 사슬 배향은 단일 필라멘트의 인장 강도와 파단 신율에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 배향도가 높을수록 단일 필라멘트의 강도가 강해지고 파단 신율은 작아집니다. 배향도는 필라멘트의 복굴절로 나타낼 수 있으며, 값이 클수록 배향도가 높습니다. 폴리프로필렌 용융물이 방사구금에서 나올 때 형성되는 1차 섬유는 결정화도와 배향도가 비교적 낮고, 섬유 취성이 높으며, 쉽게 파단되고, 파단 신율이 높습니다. 섬유의 특성을 변화시키려면 웹을 형성하기 전에 필요에 따라 다양한 정도로 늘려야 합니다.스펀본드 생산섬유의 인장 강도는 주로 냉각 공기량과 흡입 공기량의 크기에 따라 달라집니다. 냉각 공기량과 흡입 공기량이 클수록 연신 속도가 빨라지고 섬유가 완전히 연신됩니다. 분자 배향이 증가하고 섬도가 더 미세해지며 강도가 증가하고 파단 신도가 감소합니다. 4000m/min의 방사 속도에서 폴리프로필렌 필라멘트는 복굴절 포화값에 도달하지만, 웹으로 방사하는 기류 연신 공정에서 필라멘트의 실제 속도는 일반적으로 3000m/min을 초과하기 어렵습니다. 따라서 요구 사항이 높은 상황에서는 연신 속도를 과감하게 높일 수 있습니다. 그러나 냉각 공기량이 일정한 조건에서 흡입 공기량이 너무 크고 필라멘트의 냉각이 충분하지 않으면 다이의 압출 부위에서 섬유가 파손되기 쉽고 사출 헤드가 손상되어 생산 및 제품 품질에 영향을 미칩니다. 따라서 실제 생산 시 적절한 조정이 필요합니다.

스펀본드 부직포의 물리적 특성은 섬유의 특성뿐만 아니라 섬유의 네트워크 구조와도 관련이 있습니다. 섬유가 미세할수록 망을 쌓을 때 섬유 배열의 무질서 정도가 높아지고, 망이 더 균일할수록 단위 면적당 섬유 수가 많아지며, 망의 세로 및 가로 강도비가 작아지고 파단 강도가 커집니다. 따라서 흡입 공기량을 증가시켜 스펀본드 부직포 제품의 균일성을 개선하고 파단 강도를 높일 수 있습니다. 그러나 흡입 공기량이 너무 크면 와이어가 끊어지기 쉽고 스트레칭이 너무 강해집니다. 중합체의 배향이 완전하고 중합체의 결정성이 너무 높은 경향이 있어 충격 강도와 파단 신율이 감소하고 취성이 증가하여 부직포의 강도와 신율이 감소합니다. 이를 바탕으로, 스펀본드 부직포의 강도와 신율은 흡입 공기량의 증가에 따라 규칙적으로 증가 및 감소하는 것을 알 수 있습니다. 실제 생산에서는 고품질 제품을 얻기 위해 요구 사항과 실제 상황에 맞게 공정을 적절히 조정하는 것이 필수적입니다.

열간 압연 온도

섬유를 늘려서 만든 섬유 웹은 느슨한 상태이므로 열간 압연 후 접착하여 직물을 만들어야 합니다. 열간 압연 접착은 웹의 섬유를 일정 압력과 온도의 열간 압연 롤에 의해 부분적으로 연화시키고 용융시켜 섬유를 서로 접착시켜 직물을 형성하는 공정입니다. 핵심은 온도와 압력을 잘 조절하는 것입니다. 가열의 기능은 섬유를 연화시키고 용융시키는 것입니다. 연화되고 용융된 섬유의 비율은 직물의 물리적 특성을 결정합니다.스펀본드 부직포매우 낮은 온도에서는 분자량이 낮은 섬유의 일부만이 연화되고 용융되며, 압력 하에서 결합된 섬유는 매우 적습니다. 섬유 웹의 섬유는 미끄러지기 쉽고, 부직포는 파단 강도는 낮지만 신율은 높습니다. 제품은 부드럽지만 보풀이 생기기 쉽습니다. 열간 압연 온도가 점차 높아짐에 따라 연화되고 용융된 섬유의 양이 증가하고 섬유 웹의 결합이 더 단단해지고 섬유가 미끄러지기 어려워지며 부직포의 파단 강도가 증가하고 신율은 여전히 ​​비교적 높습니다. 또한, 섬유 간의 강한 친화력으로 인해 신율은 약간 증가합니다. 온도가 크게 상승하면 압력점의 섬유 대부분이 용융되고 섬유는 용융 덩어리가 되어 부서지기 시작합니다. 이때 부직포의 강도가 감소하기 시작하고 신율 또한 크게 감소합니다. 촉감이 매우 단단하고 부서지기 쉬우며 인열 강도 또한 낮습니다. 또한, 제품마다 무게와 두께가 다르고, 열간 압연기의 온도 설정도 다릅니다. 얇은 제품의 경우, 열간 압연 지점에 섬유가 적고 연화 및 용융에 필요한 열량이 적기 때문에 필요한 열간 압연 온도가 낮아집니다. 따라서 두꺼운 제품의 경우 열간 압연 온도 요구 조건이 높아집니다.

열간 압연 압력

열간 압연 접합 공정에서 열간 압연기 라인 압력의 역할은 섬유 웹을 압축하여 웹 내의 섬유가 일정한 변형 열을 겪게 하고 열간 압연 공정 중 열전도 효과를 충분히 발휘하게 하여 연화되고 용융된 섬유를 서로 단단히 결합시켜 섬유 간의 접착력을 높이고 섬유가 미끄러지기 어렵게 만드는 것입니다. 열간 압연 라인 압력이 비교적 낮으면 섬유 웹 내 압력점에서의 섬유 압축 밀도가 낮고 섬유 결합 강도가 높지 않으며 섬유 간의 유지력이 약하고 섬유가 비교적 미끄러지기 쉽습니다. 이때 스펀본드 부직포의 촉감은 비교적 부드럽고 파단 신도가 비교적 크며 파단 강도가 비교적 낮습니다. 반대로 라인 압력이 비교적 높으면 생성되는 스펀본드 부직포는 촉감이 더 단단하고 파단 신도는 낮지만 파단 강도가 높습니다. 그러나 열간 압연기의 라인 압력이 너무 높으면 섬유 웹의 열간 압연 지점에서 연화 및 용융된 중합체가 유동 및 확산되기 어려워 부직포의 파단 장력이 감소합니다. 또한, 라인 압력 설정은 부직포의 무게 및 두께와도 밀접한 관련이 있습니다. 생산 시에는 성능 요건을 충족하는 제품을 생산하기 위해 필요에 따라 적절한 선택이 필요합니다.

요약하면, 물리적 및 기계적 특성은폴리프로필렌 스펀본드 부직포제품은 단일 요인에 의해 결정되는 것이 아니라, 다양한 요인의 복합적인 효과에 의해 결정됩니다. 실제 생산에서는 다양한 요구를 충족하는 고품질 스펀본드 부직포 제품을 생산하기 위해 실제 요구와 생산 조건에 따라 합리적인 공정 매개변수를 선택해야 합니다. 또한, 생산 라인의 엄격한 표준화 관리, 장비의 세심한 유지 보수, 그리고 작업자의 품질 및 숙련도 향상 또한 제품 품질 향상의 핵심 요소입니다.

동관 Liansheng 부직포 기술 유한 회사2020년 5월에 설립된 이 회사는 연구개발, 생산, 판매를 통합한 대규모 부직포 생산 기업입니다. 3.2m 미만의 폭에 9g부터 300g까지 다양한 색상의 PP 스펀본드 부직포를 생산할 수 있습니다.