วิธีการปรับปรุงคุณภาพของผ้าไม่ทอแบบเมลต์โบลน

วิธีการเมลต์โบลนเป็นวิธีการเตรียมเส้นใยโดยการยืดโพลิเมอร์เหลวอย่างรวดเร็วด้วยการเป่าลมร้อนและความเร็วสูง แผ่นโพลิเมอร์จะถูกให้ความร้อนและอัดแรงดันจนหลอมเหลวด้วยเครื่องอัดรีดแบบสกรู จากนั้นจึงผ่านช่องทางกระจายของโพลิเมอร์เหลวไปยังรูหัวฉีดที่ปลายด้านหน้าของหัวฉีด หลังจากการอัดรีด เส้นใยจะถูกทำให้ละเอียดยิ่งขึ้นโดยการยืดกระแสลมความเร็วสูงและอุณหภูมิสูงสองกระแสที่บรรจบกัน เส้นใยที่ผ่านการทำให้ละเอียดแล้วจะถูกทำให้เย็นลงและแข็งตัวบนอุปกรณ์ม่านตาข่ายเพื่อขึ้นรูปเป็นผ้าไม่ทอเมลต์โบลน

เทคโนโลยีการผลิตผ้าไม่ทอแบบเมลต์โบลนต่อเนื่องได้รับการพัฒนามากว่า 20 ปีในประเทศจีน ขอบเขตการใช้งานได้ขยายจากวัสดุแยกแบตเตอรี่ วัสดุกรอง วัสดุดูดซับน้ำมัน และวัสดุฉนวน ไปจนถึงด้านการแพทย์ สุขอนามัย การดูแลสุขภาพ การป้องกัน และอื่นๆ เทคโนโลยีการผลิตยังได้พัฒนาจากการผลิตแบบเมลต์โบลนเดี่ยวไปสู่การผลิตแบบคอมโพสิต หนึ่งในนั้น วัสดุคอมโพสิตเมลต์โบลนที่ผ่านการบำบัดด้วยไฟฟ้าสถิตย์ สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการฟอกอากาศในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อาหาร เครื่องดื่ม สารเคมี สนามบิน โรงแรม และสถานที่อื่นๆ รวมถึงหน้ากากอนามัยประสิทธิภาพสูงทางการแพทย์ ถุงกรองฝุ่นสำหรับอุตสาหกรรมและพลเรือน เนื่องจากมีความต้านทานเริ่มต้นต่ำ ความจุในการกักเก็บฝุ่นสูง และประสิทธิภาพการกรองสูง

ผ้าใยสังเคราะห์ชนิดละลายเป่า (melt blown nonwoven) ผลิตจากวัสดุโพลีโพรพีลีน (ผ้าใยไฟฟ้าสถิตชนิดละเอียดพิเศษที่สามารถดักจับฝุ่นได้) ได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น ขนาดรูพรุนและความหนาของเส้นใย ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการกรอง อนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันจะถูกกรองผ่านหลักการที่แตกต่างกัน เช่น ปริมาตรอนุภาค แรงกระแทก หลักการแพร่ที่นำไปสู่การอุดตันของเส้นใย และอนุภาคบางชนิดจะถูกกรองด้วยเส้นใยไฟฟ้าสถิตโดยใช้หลักการดึงดูดไฟฟ้าสถิต การทดสอบประสิทธิภาพการกรองจะดำเนินการภายใต้ขนาดอนุภาคที่กำหนดโดยมาตรฐาน และมาตรฐานต่างๆ จะใช้อนุภาคที่มีขนาดแตกต่างกันในการทดสอบ BFE มักใช้อนุภาคละอองลอยจากแบคทีเรียที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาคเฉลี่ย 3 ไมโครเมตร ในขณะที่ PFE มักใช้อนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางโซเดียมคลอไรด์ 0.075 ไมโครเมตร จากมุมมองของประสิทธิภาพการกรอง PFE มีประสิทธิภาพสูงกว่า BFE

ในการทดสอบมาตรฐานของหน้ากาก KN95 อนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอากาศพลศาสตร์ 0.3 ไมโครเมตร จะถูกใช้เป็นวัตถุทดสอบ เนื่องจากอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางนี้จะถูกดักจับด้วยเส้นใยกรองได้ง่ายกว่า ในขณะที่อนุภาคขนาดกลาง 0.3 ไมโครเมตรจะกรองได้ยากกว่า แม้ว่าไวรัสจะมีขนาดเล็ก แต่ก็ไม่สามารถแพร่กระจายในอากาศได้เพียงลำพัง ไวรัสต้องใช้ละอองฝอยและนิวเคลียสของละอองฝอยเป็นพาหะในการกระจายตัวในอากาศ ทำให้กรองออกได้ง่าย

หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีผ้าเมลต์โบลนคือการกรองที่มีประสิทธิภาพควบคู่ไปกับการลดแรงต้านทานต่อระบบทางเดินหายใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผ้าเมลต์โบลน N95 ขึ้นไป ผ้าเมลต์โบลนเกรด VFE ในด้านการผลิตมาสเตอร์แบทช์แบบโพลาร์ ประสิทธิภาพของวัสดุเมลต์โบลน ผลการปั่นของเส้นใยเมลต์โบลน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเติมมาสเตอร์แบทช์แบบโพลาร์ ซึ่งจะส่งผลต่อความหนาและความสม่ำเสมอของเส้นใยที่ปั่น เทคโนโลยีหลักที่สำคัญที่สุดคือการทำให้มีแรงต้านทานต่ำและมีประสิทธิภาพสูง

ปัจจัยที่มีผลต่อคุณภาพของผ้าเมลต์โบลน

MFI ของวัตถุดิบพอลิเมอร์

ผ้าเมลต์โบลน ซึ่งเป็นชั้นป้องกันที่ดีที่สุดสำหรับหน้ากากอนามัย เป็นวัสดุที่ละเอียดมาก ประกอบด้วยเส้นใยละเอียดพิเศษจำนวนมากที่ตัดกันซ้อนกันอย่างสุ่มในทิศทางต่างๆ ยกตัวอย่างเช่น PP ยิ่งค่า MFI สูง ลวดที่ดึงออกมาระหว่างกระบวนการเมลต์โบลนก็จะยิ่งละเอียดมากขึ้น และประสิทธิภาพการกรองก็จะดีขึ้นด้วย

มุมของหัวฉีดลมร้อน

มุมของการฉีดลมร้อนมีผลต่อผลการยืดและลักษณะทางสัณฐานวิทยาของเส้นใยเป็นหลัก มุมที่เล็กกว่าจะส่งเสริมการก่อตัวของมัดเส้นใยขนานกันในกระแสขนาดเล็ก ส่งผลให้ผ้าไม่ทอมีความสม่ำเสมอต่ำ หากมุมเอียงไปทาง 90 องศา จะเกิดกระแสลมที่กระจายตัวและปั่นป่วนสูง ซึ่งเอื้อต่อการกระจายตัวของเส้นใยบนม่านตาข่ายแบบสุ่ม และผ้าเมลต์โบลนที่ได้จะมีสมรรถนะแอนไอโซทรอปิกที่ดี

ความเร็วในการอัดของสกรู

ภายใต้สภาวะอุณหภูมิคงที่ อัตราการอัดรีดของสกรูควรคงไว้ในช่วงที่กำหนด ก่อนถึงจุดวิกฤต ยิ่งความเร็วในการอัดรีดเร็วเท่าไร ความแข็งแรงและปริมาณผ้าเมลต์โบลนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เมื่อค่าวิกฤตเกินขึ้น ความแข็งแรงของผ้าเมลต์โบลนจะลดลง โดยเฉพาะเมื่อ MFI>1000 ซึ่งอาจเกิดจากการยืดของเส้นใยไม่เพียงพออันเนื่องมาจากอัตราการอัดรีดที่สูง ส่งผลให้การปั่นรุนแรงและเส้นใยยึดติดบนพื้นผิวผ้าลดลง ส่งผลให้ความแข็งแรงของผ้าเมลต์โบลนลดลง

ความเร็วลมร้อนและอุณหภูมิ

ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันของอุณหภูมิ ความเร็วของสกรู และระยะการรับ (DCD) ยิ่งความเร็วลมร้อนเร็วขึ้น เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยก็จะเล็กลง และสัมผัสของผ้าที่ไม่ทอก็จะนุ่มนวลขึ้น ส่งผลให้เส้นใยพันกันมากขึ้น ส่งผลให้ใยมีความหนาแน่นมากขึ้น เรียบเนียนขึ้น และแข็งแรงขึ้น

ระยะรับ (DCD)

ระยะการยอมรับที่ยาวเกินไปอาจทำให้ความแข็งแรงตามยาวและตามขวางลดลง รวมถึงความแข็งแรงในการดัดงอ ผ้าไม่ทอมีเนื้อสัมผัสที่ฟูนุ่ม ซึ่งอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพการกรองและความต้านทานลดลงในระหว่างกระบวนการเป่าด้วยความร้อน

หัวแม่พิมพ์แบบละลาย (ดัชนีแข็ง)

การตั้งอุณหภูมิวัสดุแม่พิมพ์และกระบวนการ การใช้เหล็กแม่พิมพ์คุณภาพต่ำอาจทำให้เกิดรอยแตกเล็กๆ ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าขณะใช้งาน รูที่ขรุขระ ความแม่นยำต่ำ และการทำงานของเครื่องจักรโดยตรงโดยไม่ขัดเงา ทำให้เกิดการพ่นที่ไม่สม่ำเสมอ ความเหนียวต่ำ ความหนาของการพ่นที่ไม่สม่ำเสมอ และการตกผลึกได้ง่าย

การดูดจากก้นสุทธิ

พารามิเตอร์กระบวนการ เช่น ปริมาตรอากาศและแรงดันสำหรับการดูดจากก้นสุทธิ

ความเร็วสุทธิ

ความเร็วของม่านตาข่ายจะช้า น้ำหนักของผ้าเมลต์โบลนจะสูง และประสิทธิภาพการกรองก็จะสูงขึ้น ในทางกลับกัน เรื่องนี้ก็เป็นจริงเช่นกัน

อุปกรณ์โพลาไรซ์

พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น แรงดันไฟฟ้าโพลาไรเซชัน เวลาโพลาไรเซชัน ระยะห่างของสายโมลิบดีนัมโพลาไรเซชัน และความชื้นของสภาพแวดล้อมโพลาไรเซชัน ล้วนส่งผลกระทบต่อคุณภาพการกรอง

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