Spunbond nonwoven kumaşların fiziksel özelliklerini etkileyen başlıca faktörlerin analizi

Spunbond nonwoven kumaş üretim sürecinde, ürünün fiziksel özelliklerini etkileyen çeşitli faktörler olabilir. Bu faktörler ile ürün performansı arasındaki ilişkinin analiz edilmesi, proses koşullarının doğru bir şekilde kontrol edilmesine ve yüksek kaliteli ve yaygın olarak kullanılan polipropilen spunbond nonwoven kumaş ürünleri elde edilmesine yardımcı olabilir. Burada, spunbond nonwoven kumaşların fiziksel özelliklerini etkileyen ana faktörleri kısaca inceleyecek ve herkesle paylaşacağız.

Polipropilen dilimlerinin erime indeksi ve moleküler ağırlık dağılımı

Polipropilen dilimlerinin ana kalite göstergeleri moleküler ağırlık, moleküler ağırlık dağılımı, izotropi, eriyik indeksi ve kül içeriğidir. Eğirme için kullanılan PP talaşlarının moleküler ağırlığı 100.000 ile 250.000 arasındadır, ancak uygulama, eriyiğin reolojik özelliklerinin polipropilenin moleküler ağırlığı yaklaşık 120.000 olduğunda ve izin verilen maksimum eğirme hızının da yüksek olduğunda en iyi olduğunu göstermiştir. Eriyik indeksi, eriyiğin reolojik özelliklerini yansıtan bir parametredir ve spunbond'da kullanılan polipropilen dilimlerinin eriyik indeksi genellikle 10 ile 50 arasındadır. Bir ağa eğirme sürecinde, filament yalnızca bir hava akımı taslağı alır ve filamentin çekim oranı eriyiğin reolojik özellikleriyle sınırlıdır. Moleküler ağırlık ne kadar büyükse, yani eriyik indeksi ne kadar küçükse, akışkanlık o kadar kötü ve filament tarafından elde edilen çekim oranı o kadar küçük olur. Aynı eriyik püskürtme nozulundan çıkan filamentin lif boyutu da daha büyüktür ve bu da spunbond dokusuz kumaşlar için daha sert bir tuşe hissi sağlar. Erime indeksi yüksekse, eriyiğin viskozitesi azalır, reolojik özellikleri iyi olur, gerilme direnci azalır ve aynı gerilme koşulları altında gerilme oranı artar. Makromoleküllerin yönelim derecesi arttıkça, spunbond dokusuz kumaşın kopma mukavemeti de artacak ve filamentlerin inceliği azalarak kumaşın yumuşak bir tuşe hissi vermesine neden olacaktır. Aynı işlem altında, polipropilenin erime indeksi ne kadar yüksekse, inceliği o kadar küçük ve kopma mukavemeti o kadar yüksek olacaktır.

Moleküler ağırlık dağılımı genellikle, polimerin ağırlık ortalamalı moleküler ağırlığının (Mw) sayı ortalamalı moleküler ağırlığına (Mn) oranıyla (Mw/Mn) ölçülür ve bu değere moleküler ağırlık dağılım değeri denir. Moleküler ağırlık dağılım değeri ne kadar küçükse, eriyiğin reolojik özellikleri ve eğirme işlemi o kadar kararlı olur; bu da eğirme hızının iyileştirilmesine yardımcı olur. Ayrıca, daha düşük eriyik elastikiyeti ve çekme viskozitesine sahip olması, eğirme stresini azaltabilir, PP'nin daha kolay esneyip daha ince hale gelmesini sağlayabilir ve daha ince lifler elde edilmesini sağlayabilir. Dahası, ağın düzgünlüğü iyidir ve iyi bir dokunuş hissi ve düzgünlük sağlar.

Dönme sıcaklığı

Eğirme sıcaklığının ayarlanması, hammaddelerin erime indeksine ve ürünün fiziksel özelliklerine ilişkin gereksinimlere bağlıdır. Hammaddenin erime indeksi ne kadar yüksekse, eğirme sıcaklığı da o kadar yüksek olur ve bunun tersi de geçerlidir. Eğirme sıcaklığı, eriyiğin viskozitesiyle doğrudan ilişkilidir ve sıcaklık düşüktür. Eriyik viskozitesi yüksek olduğundan, eğirme işlemi zorlaşır ve kırık, sert veya kaba lifler üretmeye eğilimli hale gelir; bu da ürünün kalitesini etkiler. Bu nedenle, eriyiğin viskozitesini azaltmak ve reolojik özelliklerini iyileştirmek için genellikle sıcaklığı artırma yöntemi benimsenir. Eğirme sıcaklığının liflerin yapısı ve özellikleri üzerinde önemli bir etkisi vardır. Eğirme sıcaklığı ne kadar düşükse, eriyiğin esneme viskozitesi o kadar yüksek olur, esneme direnci o kadar yüksek olur ve filamenti germek o kadar zorlaşır. Aynı incelikte lifler elde etmek için, germe hava akışının hızının düşük sıcaklıklarda nispeten yüksek olması gerekir. Bu nedenle, aynı işlem koşulları altında, eğirme sıcaklığı düşük olduğunda, liflerin gerilmesi zorlaşır. Lif, yüksek inceliğe ve düşük moleküler yönelime sahiptir ve bu durum, düşük kopma mukavemeti, yüksek kopma uzaması ve sert tuşe ile spunbond dokusuz kumaşlarda kendini gösterir. Eğirme sıcaklığı yüksek olduğunda, lif esnemesi daha iyi, lif inceliği daha küçük ve moleküler yönelim daha yüksektir. Bu durum, spunbond dokusuz kumaşların yüksek kopma mukavemeti, düşük kopma uzaması ve yumuşak tuşe ile kendini gösterir. Ancak, belirli soğutma koşulları altında, eğirme sıcaklığı çok yüksekse, elde edilen filamentin kısa sürede yeterince soğumayacağı ve bazı liflerin germe işlemi sırasında koparak kusurlar oluşturabileceği unutulmamalıdır. Gerçek üretimde eğirme sıcaklığı 220-230 ℃ arasında seçilmelidir.

Soğutma şekillendirme koşulları

Filamentin soğuma hızı, şekillendirme işlemi sırasında spunbond nonwoven kumaşın fiziksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Erimiş polipropilen, eğirme memesinden çıktıktan sonra hızlı ve homojen bir şekilde soğutulabilirse, kristalleşme hızı yavaş ve kristalinitesi düşüktür. Elde edilen lif yapısı, gerilme sırasında daha büyük bir gerilme oranına ulaşabilen, kararsız disk şeklinde bir sıvı kristal yapıdır. Moleküler zincirlerin yönelimi daha iyidir, bu da kristaliniteyi daha da artırabilir, lifin mukavemetini iyileştirebilir ve uzamasını azaltabilir. Bu durum, daha yüksek kopma mukavemeti ve daha düşük uzama değerlerine sahip spunbond nonwoven kumaşlarda görülür; yavaş soğutulursa, elde edilen lifler, lif gerilmesine elverişli olmayan kararlı bir monoklinik kristal yapıya sahip olur. Bu durum, daha düşük kopma mukavemeti ve daha yüksek uzama değerlerine sahip spunbond nonwoven kumaşlarda görülür. Bu nedenle, kalıplama işleminde, spunbond nonwoven kumaşların kırılma mukavemetini artırmak ve uzamasını azaltmak için genellikle soğutma havası hacminin artırılması ve eğirme odasının sıcaklığının düşürülmesi kullanılır. Ayrıca, filamentin soğutma mesafesi, performansıyla yakından ilişkilidir. Spunbond nonwoven kumaş üretiminde soğutma mesafesi genellikle 50-60 cm arasında seçilir.

Çizim koşulları

İpek ipliklerindeki moleküler zincirlerin yönelimi, tek filamentlerin çekme mukavemetini ve kopma anındaki uzamasını etkileyen önemli bir faktördür. Yönlendirme derecesi ne kadar yüksekse, tek filament o kadar güçlü ve kopma anındaki uzaması o kadar az olur. Yönlendirme derecesi, filamentin çift kırılması ile gösterilebilir ve değer ne kadar büyükse, yönelim derecesi de o kadar yüksek olur. Polipropilen eriyiği iplik nozulundan çıktığında oluşan birincil lifler nispeten düşük kristalliğe ve yönelime, yüksek lif kırılganlığına, kolay kırılmaya ve önemli kopma uzamasına sahiptir. Liflerin özelliklerini değiştirmek için, ağ oluşturmadan önce gerektiği gibi farklı derecelerde gerilmeleri gerekir.spunbond üretimiLifin çekme dayanımı esas olarak soğutma havası hacmi ve emme havası hacminin büyüklüğüne bağlıdır. Soğutma ve emme havası hacmi ne kadar büyükse, germe hızı o kadar hızlı olur ve lifler tamamen gerilir. Moleküler yönelim artar, incelik daha ince hale gelir, mukavemet artar ve kopma uzaması azalır. 4000 m/dak'lık bir eğirme hızında, polipropilen filament çift kırılma doygunluk değerine ulaşır, ancak hava akışı germe işlemiyle ağın eğirilmesinde, filamentin gerçek hızının genellikle 3000 m/dak'yı aşması zordur. Bu nedenle, güçlü taleplerin yüksek olduğu durumlarda germe hızı önemli ölçüde artırılabilir. Ancak, sabit bir soğutma havası hacmi koşulunda, emme havası hacmi çok büyükse ve filamentin soğutulması yeterli değilse, lifler kalıbın ekstrüzyon bölgesinde kırılmaya eğilimlidir, bu da enjeksiyon kafasına zarar vererek üretimi ve ürün kalitesini etkiler. Bu nedenle, gerçek üretimde uygun ayarlamalar yapılmalıdır.

Spunbond nonwoven kumaşların fiziksel özellikleri yalnızca liflerin özellikleriyle değil, aynı zamanda liflerin ağ yapısıyla da ilişkilidir. Lifler ne kadar ince olursa, file serilirken liflerin dizilimindeki düzensizlik derecesi o kadar yüksek olur, file o kadar düzgün olur, birim alandaki lif sayısı o kadar fazla olur, filenin boyuna ve enine mukavemet oranı o kadar küçük ve kopma mukavemeti o kadar yüksek olur. Dolayısıyla, spunbond nonwoven kumaş ürünlerinin düzgünlüğünü iyileştirmek ve emiş havası hacmini artırarak kopma mukavemetlerini artırmak mümkündür. Ancak, emiş havası hacmi çok büyükse, tel kopması ve gerilmenin çok güçlü olması kolaydır. Polimerin oryantasyonu tam olma eğilimindedir ve polimerin kristalinitesi çok yüksektir, bu da darbe mukavemetini ve kopma uzamasını azaltır, kırılganlığı artırır ve böylece dokunmamış kumaşın mukavemetinde ve uzamasında azalmaya yol açar. Buna dayanarak, spunbond nonwoven kumaşların mukavemet ve uzamasının, emiş havası hacmi arttıkça düzenli olarak artıp azaldığı görülebilir. Gerçek üretimde, yüksek kaliteli ürünler elde etmek için sürecin ihtiyaçlara ve mevcut duruma uygun şekilde ayarlanması gerekir.

Sıcak haddeleme sıcaklığı

Liflerin gerilmesiyle oluşturulan lif ağı gevşek bir yapıdadır ve kumaş haline gelmesi için sıcak haddelenip yapıştırılması gerekir. Sıcak haddeleme, ağdaki liflerin belirli bir basınç ve sıcaklıktaki sıcak haddeleme silindirleri tarafından kısmen yumuşatılıp eritildiği ve liflerin bir kumaş oluşturmak üzere birbirine bağlandığı bir işlemdir. Önemli olan, sıcaklık ve basıncı iyi kontrol etmektir. Isıtmanın işlevi, lifleri yumuşatmak ve eritmektir. Yumuşatılmış ve eritilmiş liflerin oranı, kumaşın fiziksel özelliklerini belirler.spunbond dokusuz kumaşlarÇok düşük sıcaklıklarda, düşük molekül ağırlıklı liflerin yalnızca küçük bir kısmı yumuşar ve erir ve basınç altında birbirine bağlanmış çok az lif vardır. Lif ağındaki lifler kaymaya eğilimlidir ve dokusuz kumaşlar daha düşük kopma mukavemetine ancak daha fazla uzamaya sahiptir. Ürün yumuşak hissedilir ancak tüylenmeye eğilimlidir; Sıcak haddeleme sıcaklığı kademeli olarak arttıkça, yumuşayan ve eriyen lif miktarı artar, lif ağ bağı daha sıkı hale gelir, liflerin kayma olasılığı daha düşüktür, dokusuz kumaşın kopma mukavemeti artar ve uzama hala nispeten büyüktür. Dahası, lifler arasındaki güçlü afinite nedeniyle uzama hafifçe artar; Sıcaklık önemli ölçüde arttığında, basınç noktasındaki liflerin çoğu erir ve lifler eriyen topaklar haline gelerek kırılganlaşmaya başlar. Bu sırada, dokusuz kumaşın mukavemeti azalmaya başlar ve uzama da önemli ölçüde azalır. Dokuma hissi çok sert ve kırılgandır ve yırtılma mukavemeti de düşüktür. Ayrıca, farklı ürünler farklı ağırlık ve kalınlıklara sahip olup, sıcak haddeleme tesisinin sıcaklık ayarı da değişiklik gösterir. İnce ürünlerde, sıcak haddeleme noktasında daha az lif bulunur ve yumuşama ve erime için daha az ısı gerekir, bu nedenle gereken sıcak haddeleme sıcaklığı daha düşüktür. Buna karşılık, kalın ürünlerde sıcak haddeleme sıcaklığı gereksinimi daha yüksektir.

Sıcak haddeleme basıncı

Sıcak haddeleme bağlama işleminde, sıcak haddeleme hattı basıncının rolü, elyaf ağını sıkıştırmak, ağdaki elyafların belirli bir deformasyon ısısına maruz kalmasını sağlamak ve sıcak haddeleme işlemi sırasında ısı iletimi etkisini tam olarak uygulamaktır; bu da yumuşatılmış ve eritilmiş elyafların sıkıca birbirine bağlanmasını sağlayarak elyaflar arasındaki yapışma kuvvetini artırır ve elyafların kaymasını zorlaştırır. Sıcak haddeleme hattı basıncı nispeten düşük olduğunda, elyaf ağındaki basınç noktasındaki elyaf sıkıştırma yoğunluğu zayıftır, elyaf bağlanma mukavemeti yüksek değildir, elyaflar arasındaki tutma kuvveti zayıftır ve elyafların kayması nispeten kolaydır. Bu sırada, spunbond dokunmamış kumaşın tuşesi nispeten yumuşaktır, kopma uzaması nispeten büyüktür ve kopma mukavemeti nispeten düşüktür; aksine, hat basıncı nispeten yüksek olduğunda, ortaya çıkan spunbond dokunmamış kumaş daha sert bir tuşeye, kopmada daha düşük uzamaya, ancak daha yüksek kopma mukavemetine sahiptir. Ancak, sıcak haddeleme tesisinin hat basıncı çok yüksek olduğunda, elyaf ağın sıcak haddeleme noktasında yumuşayan ve eriyen polimerin akması ve yayılması zorlaşır, bu da dokusuz kumaşın kopma gerilimini azaltır. Ayrıca, hat basıncının ayarlanması, dokusuz kumaşın ağırlığı ve kalınlığıyla da yakından ilişkilidir. Üretimde, performans gereksinimlerini karşılayan ürünler üretmek için ihtiyaçlara göre uygun seçim yapılmalıdır.

Özetle, fiziksel ve mekanik özellikleripolipropilen spunbond dokunmamış kumaşÜrünler tek bir faktör tarafından değil, çeşitli faktörlerin birleşik etkileri tarafından belirlenir. Gerçek üretimde, çeşitli ihtiyaçları karşılayabilecek yüksek kaliteli spunbond nonwoven kumaş ürünleri üretmek için gerçek ihtiyaçlara ve üretim koşullarına göre makul proses parametreleri seçilmelidir. Ayrıca, üretim hattının sıkı standartlaştırılmış yönetimi, ekipmanların dikkatli bakımı ve operatörlerin kalite ve yeterliliğinin iyileştirilmesi de ürün kalitesini iyileştirmede önemli faktörlerdir.

Dongguan Liansheng Sigara Dokuma Technology Co, Ltd.Mayıs 2020'de kurulmuştur. Ar-Ge, üretim ve satış departmanlarını bünyesinde barındıran büyük ölçekli bir nonwoven kumaş üretim işletmesidir. 9 gramdan 300 grama kadar 3,2 metreden daha az genişliğe sahip çeşitli renklerde PP spunbond nonwoven kumaşlar üretebilmektedir.