การวิเคราะห์ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของผ้าไม่ทอสปันบอนด์

ในกระบวนการผลิตผ้าสปันบอนด์นอนวูฟเวน ปัจจัยต่างๆ อาจส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยเหล่านี้กับประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์สามารถช่วยควบคุมสภาวะการผลิตได้อย่างถูกต้อง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ผ้าสปันบอนด์นอนวูฟเวนโพลีโพรพิลีนคุณภาพสูงและใช้งานได้อย่างกว้างขวาง ในบทความนี้ เราจะวิเคราะห์ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของผ้าสปันบอนด์นอนวูฟเวนอย่างคร่าวๆ และนำมาแบ่งปันให้ทุกคนได้รับทราบ

ดัชนีการหลอมเหลวและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลของแผ่นโพลีโพรพีลีน

ตัวบ่งชี้คุณภาพหลักของแผ่นโพลีโพรพีลีน ได้แก่ น้ำหนักโมเลกุล การกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุล ไอโซทรอปิก ดัชนีมวลหลอม และปริมาณเถ้า น้ำหนักโมเลกุลของเม็ดพลาสติก PP ที่ใช้ในการปั่นอยู่ระหว่าง 100,000 ถึง 250,000 แต่ในทางปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางรีโอโลยีของมวลหลอมจะดีที่สุดเมื่อน้ำหนักโมเลกุลของโพลีโพรพีลีนอยู่ที่ประมาณ 120,000 และความเร็วในการปั่นสูงสุดที่อนุญาตก็สูงเช่นกัน ดัชนีมวลหลอมเป็นพารามิเตอร์ที่สะท้อนคุณสมบัติทางรีโอโลยีของมวลหลอม และดัชนีมวลหลอมของแผ่นโพลีโพรพีลีนที่ใช้ในสปันบอนด์มักจะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 50 ในกระบวนการปั่นเป็นแผ่นใย เส้นใยจะได้รับกระแสลมเพียงกระแสเดียว และอัตราส่วนของกระแสหลอมจะถูกจำกัดโดยคุณสมบัติทางรีโอโลยีของมวลหลอม ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลมาก นั่นคือ ดัชนีมวลหลอมยิ่งน้อย ความสามารถในการไหลก็จะยิ่งแย่ลง และอัตราส่วนของกระแสหลอมที่ได้จากเส้นใยก็จะยิ่งน้อยลง ภายใต้สภาวะเดียวกันของการพ่นของเหลวที่หลอมละลายออกจากหัวฉีด ขนาดของเส้นใยที่ได้ก็จะใหญ่ขึ้นด้วย ส่งผลให้ผ้าสปันบอนด์ชนิดไม่ทอมีสัมผัสที่แข็งขึ้น หากดัชนีการหลอมละลายสูง ความหนืดของของเหลวที่หลอมละลายจะลดลง คุณสมบัติทางรีโอโลยีจะดีขึ้น ความต้านทานต่อการยืดจะลดลง และภายใต้สภาวะการยืดเดียวกัน อัตราส่วนการยืดจะเพิ่มขึ้น เมื่อระดับการจัดเรียงตัวของโมเลกุลขนาดใหญ่เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงในการแตกหักของผ้าสปันบอนด์ชนิดไม่ทอก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน และความละเอียดของเส้นใยจะลดลง ส่งผลให้ผ้ามีสัมผัสที่นุ่มมือ ภายใต้กระบวนการเดียวกัน ยิ่งดัชนีการหลอมละลายของโพลีโพรพีลีนสูงเท่าใด ความละเอียดก็จะยิ่งน้อยลงและความแข็งแรงในการแตกหักก็จะมากขึ้นเท่านั้น

การกระจายน้ำหนักโมเลกุลมักวัดจากอัตราส่วนของน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (Mw) ต่อจำนวนน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (Mn) ของพอลิเมอร์ (Mw/Mn) ซึ่งเรียกว่าค่าการกระจายน้ำหนักโมเลกุล ยิ่งค่าการกระจายน้ำหนักโมเลกุลมีค่าน้อยเท่าใด สมบัติการไหลของของเหลวที่หลอมเหลวก็จะยิ่งเสถียรมากขึ้น และกระบวนการปั่นก็จะยิ่งเสถียรมากขึ้น ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงความเร็วในการปั่น นอกจากนี้ ค่าความยืดหยุ่นและความหนืดของของเหลวที่หลอมเหลวต่ำลง ซึ่งช่วยลดแรงเค้นจากการปั่น ทำให้ PP ยืดตัวได้ง่ายขึ้นและละเอียดขึ้น และได้เส้นใยที่ละเอียดขึ้น นอกจากนี้ ความสม่ำเสมอของโครงข่ายยังดี ให้สัมผัสที่ดีและความสม่ำเสมอของเนื้อสัมผัส

อุณหภูมิการปั่น

การตั้งอุณหภูมิในการปั่นขึ้นอยู่กับดัชนีหลอมเหลวของวัตถุดิบและข้อกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ ยิ่งดัชนีหลอมเหลวของวัตถุดิบสูง อุณหภูมิในการปั่นก็จะยิ่งสูงขึ้น และในทางกลับกัน อุณหภูมิในการปั่นสัมพันธ์โดยตรงกับความหนืดของของเหลวหลอมเหลว และอุณหภูมิก็จะต่ำ ความหนืดของของเหลวหลอมเหลวสูง ทำให้การปั่นยากและมีแนวโน้มที่จะเกิดเส้นใยที่แตกหัก แข็ง หรือหยาบ ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ดังนั้น เพื่อลดความหนืดของของเหลวหลอมเหลวและปรับปรุงคุณสมบัติทางรีโอโลยี จึงมักใช้วิธีเพิ่มอุณหภูมิ อุณหภูมิในการปั่นมีผลอย่างมากต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของเส้นใย ยิ่งอุณหภูมิในการปั่นต่ำ ความหนืดในการยืดของของเหลวหลอมเหลวก็จะสูงขึ้น ความต้านทานการยืดก็จะสูงขึ้น และยิ่งยืดเส้นใยได้ยากขึ้น เพื่อให้ได้เส้นใยที่มีความละเอียดเท่ากัน ความเร็วของกระแสลมที่ใช้ในการยืดจะต้องค่อนข้างสูงที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้น ภายใต้สภาวะกระบวนการเดียวกัน เมื่ออุณหภูมิการปั่นต่ำ เส้นใยจึงยืดได้ยาก เส้นใยมีความละเอียดสูงและการจัดเรียงโมเลกุลต่ำ ซึ่งเห็นได้ชัดในผ้าสปันบอนด์นอนวูฟเวนที่มีความแข็งแรงในการแตกหักต่ำ ยืดตัวสูงเมื่อขาด และให้ความรู้สึกแข็งมือ เมื่ออุณหภูมิการปั่นสูง เส้นใยจะยืดได้ดีขึ้น ความละเอียดของเส้นใยน้อยลง และการจัดเรียงโมเลกุลสูงขึ้น สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นได้จากความแข็งแรงในการแตกหักสูง การยืดตัวต่ำเมื่อขาด และให้ความรู้สึกนุ่มมือของผ้าสปันบอนด์นอนวูฟเวน อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าภายใต้สภาวะการระบายความร้อนบางสภาวะ หากอุณหภูมิการปั่นสูงเกินไป เส้นใยที่ได้จะไม่เย็นลงเพียงพอในช่วงเวลาสั้นๆ และเส้นใยบางส่วนอาจขาดระหว่างกระบวนการยืด ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องได้ ในการผลิตจริง ควรเลือกอุณหภูมิการปั่นที่ 220-230 องศาเซลเซียส

สภาวะการขึ้นรูปเย็น

อัตราการเย็นตัวของเส้นใยมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติทางกายภาพของผ้าสปันบอนด์นอนวูฟเวนในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป หากโพลีโพรพีลีนที่หลอมเหลวสามารถเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอหลังจากออกจากหัวปั่น อัตราการตกผลึกจะช้าและความเป็นผลึกจะต่ำ โครงสร้างเส้นใยที่ได้จะเป็นโครงสร้างผลึกเหลวรูปแผ่นดิสก์ที่ไม่เสถียร ซึ่งอาจมีอัตราการยืดตัวสูงขึ้นในระหว่างการยืดตัว การวางตัวของสายโมเลกุลที่ดีขึ้น สามารถเพิ่มความเป็นผลึก เพิ่มความแข็งแรงของเส้นใย และลดการยืดตัวของเส้นใย สิ่งนี้ปรากฏชัดในผ้าสปันบอนด์นอนวูฟเวนที่มีความแข็งแรงแตกหักสูงและการยืดตัวต่ำ หากเย็นตัวลงอย่างช้าๆ เส้นใยที่ได้จะมีโครงสร้างผลึกโมโนคลินิกที่เสถียร ซึ่งไม่เอื้อต่อการยืดตัวของเส้นใย สิ่งนี้ปรากฏชัดในผ้าสปันบอนด์นอนวูฟเวนที่มีความแข็งแรงแตกหักต่ำและการยืดตัวสูง ดังนั้น ในกระบวนการขึ้นรูป การเพิ่มปริมาณลมเย็นและลดอุณหภูมิห้องปั่นจึงมักใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการแตกหักและลดการยืดตัวของผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอ นอกจากนี้ ระยะการทำความเย็นของเส้นใยยังมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับประสิทธิภาพการทำงาน ในการผลิตผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอ ระยะการทำความเย็นโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 50-60 ซม.

เงื่อนไขการวาดภาพ

การวางตัวของสายโซ่โมเลกุลในเส้นใยไหมเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อความแข็งแรงแรงดึงและการยืดตัว ณ จุดขาดของเส้นใยเดี่ยว ยิ่งมีการวางตัวมากเท่าใด เส้นใยเดี่ยวก็จะยิ่งแข็งแรงขึ้นเท่านั้น และยิ่งมีการยืดตัว ณ จุดขาดน้อยลงเท่านั้น การวางตัวสามารถแสดงได้จากค่าการหักเหแสงแบบไบรีฟริงเจนซ์ของเส้นใย และยิ่งค่ามากเท่าใด การวางตัวก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เส้นใยปฐมภูมิที่เกิดขึ้นเมื่อเส้นใยโพลีโพรพีลีนหลอมเหลวหลุดออกจากแกนปั่นจะมีความเป็นผลึกและการวางตัวค่อนข้างต่ำ มีความเปราะของเส้นใยสูง แตกหักง่าย และมีการยืดตัว ณ จุดขาดอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเส้นใย จำเป็นต้องยืดเส้นใยในระดับที่แตกต่างกันตามความจำเป็นก่อนสร้างเป็นแผ่นใยการผลิตสปันบอนด์ความต้านทานแรงดึงของเส้นใยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดของปริมาตรลมเย็นและปริมาตรลมดูด ยิ่งปริมาตรลมเย็นและปริมาตรลมดูดมากเท่าไหร่ ความเร็วในการยืดก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น และเส้นใยก็จะยืดออกได้อย่างเต็มที่ ทิศทางของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ความละเอียดจะละเอียดขึ้น ความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้น และการยืดตัวที่จุดขาดจะลดลง ที่ความเร็วในการปั่น 4,000 เมตร/นาที เส้นใยโพลีโพรพีลีนจะมีค่าความอิ่มตัวของการหักเหแสงแบบไบรีฟริงเจนซ์ แต่ในกระบวนการยืดด้วยกระแสลมเพื่อปั่นเป็นแผ่นใย ความเร็วจริงของเส้นใยโดยทั่วไปจะยากเกินกว่า 3,000 เมตร/นาที ดังนั้น ในกรณีที่มีความต้องการสูง ความเร็วในการยืดสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะที่มีปริมาตรลมเย็นคงที่ หากปริมาตรลมดูดมากเกินไปและการระบายความร้อนของเส้นใยไม่เพียงพอ เส้นใยมีแนวโน้มที่จะแตกหักที่ตำแหน่งการอัดรีดของแม่พิมพ์ ทำให้หัวฉีดเสียหายและส่งผลกระทบต่อการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นควรมีการปรับปรุงให้เหมาะสมในการผลิตจริง

คุณสมบัติทางกายภาพของผ้าสปันบอนด์ไม่ทอไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเส้นใยเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างเครือข่ายของเส้นใยด้วย ยิ่งเส้นใยละเอียดมากเท่าใด ความไม่สม่ำเสมอในการจัดเรียงของเส้นใยเมื่อวางตาข่ายก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งตาข่ายมีความสม่ำเสมอมากขึ้น จำนวนเส้นใยต่อหน่วยพื้นที่มากขึ้น อัตราส่วนความแข็งแรงตามยาวและตามขวางของตาข่ายก็จะน้อยลง และความแข็งแรงในการฉีกขาดก็จะมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น การเพิ่มปริมาณลมดูดจึงสามารถปรับปรุงความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ผ้าสปันบอนด์ไม่ทอและเพิ่มความแข็งแรงในการฉีกขาดได้ อย่างไรก็ตาม หากปริมาณลมดูดมากเกินไป อาจทำให้ลวดขาดได้ง่ายและเกิดการยืดตัวมากเกินไป การวางตัวของพอลิเมอร์มีแนวโน้มที่จะสมบูรณ์ และความเป็นผลึกของพอลิเมอร์สูงเกินไป ซึ่งจะลดความแข็งแรงของแรงกระแทกและการยืดตัวเมื่อขาด เพิ่มความเปราะบาง และส่งผลให้ความแข็งแรงและการยืดตัวของผ้าไม่ทอลดลง จากข้อมูลนี้ จะเห็นได้ว่าความแข็งแรงและการยืดตัวของผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอจะเพิ่มขึ้นและลดลงอย่างสม่ำเสมอตามปริมาณลมดูดที่เพิ่มขึ้น ในการผลิตจริง จำเป็นต้องปรับกระบวนการให้เหมาะสมตามความต้องการและสถานการณ์จริงเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูง

อุณหภูมิการรีดร้อน

เส้นใยที่เกิดจากการยืดตัวของเส้นใยจะอยู่ในสภาพหลวมและต้องรีดร้อนและยึดติดเพื่อให้ได้เนื้อผ้า การรีดร้อนเป็นกระบวนการที่ทำให้เส้นใยในเส้นใยอ่อนตัวลงและหลอมละลายบางส่วนด้วยลูกกลิ้งรีดร้อนภายใต้แรงดันและอุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นเส้นใยจะถูกยึดติดเข้าด้วยกันจนกลายเป็นเนื้อผ้า สิ่งสำคัญคือการควบคุมอุณหภูมิและแรงดันให้ดี หน้าที่ของความร้อนคือการทำให้เส้นใยอ่อนตัวและหลอมละลาย สัดส่วนของเส้นใยที่อ่อนตัวและหลอมละลายเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอที่อุณหภูมิต่ำมาก เส้นใยที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำจะอ่อนตัวและละลายได้เพียงเล็กน้อย และมีเส้นใยน้อยมากที่ยึดติดกันภายใต้แรงกด เส้นใยในแผ่นใยมีแนวโน้มที่จะลื่นไถล ในขณะที่ผ้าไม่ทอมีความแข็งแรงในการฉีกขาดต่ำกว่าแต่มีความยืดหยุ่นมากกว่า ผลิตภัณฑ์ให้ความรู้สึกนุ่มแต่มีแนวโน้มที่จะเป็นขุย เมื่ออุณหภูมิในการรีดร้อนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ปริมาณเส้นใยที่อ่อนตัวและละลายจะเพิ่มขึ้น การยึดติดของแผ่นใยจะแน่นขึ้น เส้นใยมีโอกาสลื่นไถลน้อยลง ความแข็งแรงในการแตกหักของผ้าไม่ทอจะเพิ่มขึ้น และยังคงมีการยืดตัวค่อนข้างมาก ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่างเส้นใย การยืดตัวจึงเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เส้นใยส่วนใหญ่ที่จุดกดจะละลาย และเส้นใยจะกลายเป็นก้อนหลอมละลาย เริ่มเปราะ ในเวลานี้ ความแข็งแรงของผ้าไม่ทอจะเริ่มลดลง และการยืดตัวก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน ความรู้สึกสัมผัสมือแข็งและเปราะมาก และยังมีความแข็งแรงในการฉีกขาดต่ำอีกด้วย นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดมีน้ำหนักและความหนาที่แตกต่างกัน และการตั้งอุณหภูมิของโรงงานรีดร้อนก็แตกต่างกันไป สำหรับผลิตภัณฑ์บาง จะมีเส้นใยน้อยกว่าที่จุดรีดร้อน และต้องใช้ความร้อนน้อยกว่าในการทำให้อ่อนตัวและหลอมละลาย ดังนั้นอุณหภูมิในการรีดร้อนที่ต้องการจึงต่ำกว่า เช่นเดียวกัน สำหรับผลิตภัณฑ์หนา อุณหภูมิในการรีดร้อนที่ต้องการจะสูงกว่า

แรงกดรีดร้อน

ในกระบวนการรีดร้อน แรงดันของเส้นลวดรีดร้อนมีหน้าที่ในการอัดเส้นใยให้แน่น ทำให้เส้นใยในเส้นใยได้รับความร้อนจากการเสียรูปในระดับหนึ่ง และเกิดการนำความร้อนอย่างเต็มที่ในระหว่างกระบวนการรีดร้อน ทำให้เส้นใยที่อ่อนตัวและหลอมละลายยึดติดกันแน่น เพิ่มแรงยึดเกาะระหว่างเส้นใย และทำให้เส้นใยลื่นไถลได้ยาก เมื่อแรงดันของเส้นลวดรีดร้อนค่อนข้างต่ำ ความหนาแน่นของการอัดตัวของเส้นใย ณ จุดแรงดันในเส้นใยจะต่ำ ความแข็งแรงในการยึดเกาะของเส้นใยจะไม่สูง แรงยึดเกาะระหว่างเส้นใยจะต่ำ และเส้นใยจะลื่นไถลได้ง่าย ในเวลานี้ สัมผัสของผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอจะค่อนข้างนุ่ม ความยืดหยุ่นเมื่อแตกหักค่อนข้างสูง และความแข็งแรงเมื่อแตกหักค่อนข้างต่ำ ในทางตรงกันข้าม เมื่อแรงดันของเส้นลวดค่อนข้างสูง ผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอที่ได้จะมีสัมผัสที่แข็งกว่า ความยืดหยุ่นเมื่อแตกหักต่ำลง แต่มีความแข็งแรงเมื่อแตกหักสูงกว่า อย่างไรก็ตาม เมื่อแรงดันในเส้นของโรงงานรีดร้อนสูงเกินไป พอลิเมอร์ที่อ่อนตัวและหลอมละลาย ณ จุดรีดร้อนของเส้นใยจะไหลและกระจายตัวได้ยาก ซึ่งช่วยลดแรงตึงจากการแตกหักของผ้าไม่ทอ นอกจากนี้ การตั้งค่าแรงดันในเส้นยังมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับน้ำหนักและความหนาของผ้าไม่ทอ ในการผลิต ควรเลือกสรรให้เหมาะสมกับความต้องการ เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

โดยสรุปคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของผ้าไม่ทอสปันบอนด์โพลีโพรพีลีนผลิตภัณฑ์ไม่ได้ถูกกำหนดโดยปัจจัยเดียว แต่ถูกกำหนดโดยผลรวมของปัจจัยต่างๆ ในการผลิตจริง จำเป็นต้องเลือกพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมตามความต้องการและเงื่อนไขการผลิตจริง เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอคุณภาพสูงที่สามารถตอบสนองความต้องการที่หลากหลายได้ นอกจากนี้ การจัดการสายการผลิตที่ได้มาตรฐานอย่างเคร่งครัด การบำรุงรักษาอุปกรณ์อย่างระมัดระวัง และการพัฒนาคุณภาพและความชำนาญของผู้ปฏิบัติงาน ก็เป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาคุณภาพผลิตภัณฑ์เช่นกัน

ตงกวน Liansheng ไม่ทอเทคโนโลยี จำกัดก่อตั้งขึ้นในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2563 เป็นบริษัทผลิตผ้าไม่ทอขนาดใหญ่ที่บูรณาการการวิจัยและพัฒนา การผลิต และการจัดจำหน่ายเข้าด้วยกัน สามารถผลิตผ้าไม่ทอ PP สปันบอนด์หลากสีสันที่มีความกว้างน้อยกว่า 3.2 เมตร ตั้งแต่ 9 กรัม ถึง 300 กรัม