Vplyv parametrov tlaku vody v procese spunlace na pevnosť kompozitných tkanín PET/buničiny
PET/bunično -kompozitná spunlace netkané tkaniny sa široko používajú v lekárskych, hygienii, filtrácii a iných oblastiach kvôli ich jedinečným vlastnostiam. Ako kľúčová metóda spracovania zohráva technológia Spunlace rozhodujúcu úlohu pri výkone netkaných tkanín, medzi ktorými sú parametre tlaku vody základnými faktormi ovplyvňujúcimi silu netkaných tkanín. Hĺbkové skúmanie vplyvu parametrov tlaku vody na silu kompozitných tkanín PET/buničiny má veľký význam pre optimalizáciu procesu spunlace a zlepšenie kvality a výkonu produktu.
1. Prehľad Pet/buničina zložená spunlace netkanená tkanina
I) Charakteristiky surovín
PET vlákno má výhody vysokej pevnosti, vysokého modulu, odolnosti proti chemickej korózii a dobrú tepelnú stabilitu, ktorá poskytuje základnú podporu sily netkaných tkanín. Vlákna z buničiny poskytuje netkané tkaniny dobrú absorpciu vlhkosti, mäkkosť a pohodlie a môže zlepšiť účinok zapletenia medzi vláknami. Kombinácia týchto dvoch môže spôsobiť, že netkané tkaniny majú viac vynikajúcich vlastností.
Ii) Princíp procesu spunlace
Proces Spunlace využíva vysokotlakové vodné trysky na vplyv na sieť vlákniny, čo spôsobuje, že vlákna sa navzájom zaplietajú a posilňujú. Pri výrobe netkaných tkanín PET/buničiny prenikne vodný prúd zložený z vlákien zložených z vlákien PET a buničiny. Pod priamym vplyvom vodného prúdu a toku odrazujúceho voda sú vlákna vysídlené, prekladané, zapletené a prijaté, tvoriace nespočetné flexibilné zapletené body, čím dávajú netkanej tkanine určitú silu.
2. Mechanizmus vplyvu parametrov tlaku vody na pevnosť netkaných tkanín
I) Vzťah medzi stupňom zapletenia vlákien a silou
Ak je tlak vody nízky, energia vodného prúdu je obmedzená a môže spôsobiť, že sa niektoré vlákna pohybujú a spočiatku zapletie. Vlákna nie sú pevne zapletené a počet vytvorených bodov zapletených je malý a sila je nízka, takže celková pevnosť netkanej tkaniny je tiež nízka. Keď sa zvyšuje tlak vody, zvyšuje sa energia vodného prúdu, viac vlákien sa podieľa na zapletení, stupeň zapletenia sa prehlbuje, počet bodov zapletenia sa zvyšuje a zvýši sa sila a sila netkanej štruktúry sa výrazne zlepší. Ak je však tlak vody príliš vysoký, môže to spôsobiť nadmerné poškodenie alebo dokonca rozbitie vlákien, čo zase oslabuje lepiacu silu medzi vláknami a znižuje pevnosť netkanej tkaniny.
Ii) Vplyv poškodenia vlákien na pevnosť
Nadmerný tlak vody spôsobí nadmernú nárazovú silu na vlákno, čo bude mať za následok opotrebovanie povrchu vlákna, poškodenie vnútornej štruktúry alebo dokonca rozbitie. Aj keď má PET vláknina vysokú pevnosť, bude tiež poškodená pri nadmernom tlaku vody. Jeho molekulárny reťazec sa môže zlomiť alebo zmeniť orientáciu a ovplyvniť vlastnú pevnosť vlákna a zaťažovaciu kapacitu. Vlákna z buničiny je relatívne krehká a ľahšie poškodená pri vysokom tlaku vody. Po poškodení vlákna sa zníži jeho efektívna zaťažovacia plocha v netkanej tkanine a zničí sa mechanizmus prenosu sily medzi vláknami, čím sa znižuje celková pevnosť netkanej tkaniny.
3. Stratégia optimalizácie parametrov tlaku vody
I) Upravte tlak vody podľa netkaného množstva tkaniny a rýchlosti výroby
Rôzne kvantitatívne netkané tkaniny PET/buničiny vyžadujú rôzne tlaky vody. Netkané tkaniny s väčšími kvantitatívnymi hmotnosťami majú silnejšie vrstvy vlákniny a vyžadujú vyšší tlak vody, aby sa vodné prúdenie umožnilo preniknúť do webu vlákniny a dosiahnuť účinné zapletenie; Netkané tkaniny s menšími kvantitatívnymi hmotnosťami môžu primerane znížiť tlak vody. Rýchlosť výroby tiež úzko súvisí s tlakom vody. Čím rýchlejšia je rýchlosť výroby, tým kratšia je, že web vlákna zostáva v oblasti Spunlace a na dokončenie zapletenia vlákniny v krátkom čase je potrebný vyšší tlak vody, aby sa zabezpečila pevnosť netkanej tkaniny. Napríklad v prípade 45 g/m² syntetickej koženej tkaniny, keď je rýchlosť výroby 8 m/min, môže byť tlak vody nastavený na distribúciu z nízkych na vysoké a potom dole, ako je 9MPA pre prvý priechod (predná strana), 9,5 mPa pre druhú stranu (zadnú stranu), 12 MPA (chrbát frontu), 11,5 MPA pre Fours Pass (zadnú stranu) a 11 MPA (chrbát) a pre fifu (chrbát), fedu (chrbát), front), 11,5 MPA), 11,5 MPA. strana). To môže znížiť spotrebu energie a náklady na výrobu a zároveň zabezpečiť kvalitu výrobku.
(Ii) Používajte viacstupňové vodné nalievanie a primerané rozloženie tlaku vody
Použitie viacstupňového spunlace môže postupne zaplietať vlákna, čím sa vyhne nadmernému poškodeniu vlákien spôsobených nadmerným tlakom vody v jednom spunlace. Vo viacstupňovom procese spunlace je primerané rozdelenie tlaku vody rozhodujúce. Všeobecne platí, že prvých pár sponlátov používa nižší tlak vody na spočiatku zhutniť web s vláknami a spustenie zapletenia vlákna; Stredné prechádzky postupne zvyšujú tlak vody na posilnenie zapletenia vlákniny; Posledných pár prejde primerane znižuje tlak vody, aby sa netkaný povrch plynulejší a jemnejší, pričom znižuje poškodenie vlákien. Napríklad v určitom výrobnom procese sú prvou a druhou fázou rotačný bubon s nízkym tlakom vody 60 bar a 80 bar, ktoré sa používajú na spočiatku na posilnenie webu vlákien; Treťou etapou je plochý čistý spunlace a tlak vody sa zvyšuje na 120 bar, aby sa ďalej posilnil zapletenie vlákniny. Týmto spôsobom je možné účinne zlepšiť silu netkanej tkaniny.
Parametre tlaku vody majú komplexný a dôležitý vplyv na pevnosť netkaných tkanín kompozitu PET/buničiny. Primeraný tlak vody môže podporovať účinné zapletenie vlákniny a zlepšiť silu netkaných tkanín; Príliš vysoký alebo príliš nízky tlak vody bude mať nepriaznivý vplyv na pevnosť. Pri skutočnej výrobe je potrebné komplexne zvážiť faktory, ako je napríklad tkanina a rýchlosť výroby. Primeranou úpravou parametrov tlaku vody, prijatiu viacstupňového spunlace a optimalizáciou stratégií distribúcie tlaku vody je možné presne kontrolovať silu netkaných tkanín, čím sa vytvára presne netkané tkaniny PET/PUT/PULP, ktoré spĺňajú rôzne požiadavky na aplikáciu.
Ako optimalizovať priepustnosť vzduchu a účinnosť filtrácie kompozitného spunlace nonwovens PET/buničiny
PET/bunično -kompozitná spunlace nonwovens sa široko používajú v mnohých oblastiach, ako je filtrácia vzduchu, kvapalina, lekárska a zdravotná starostlivosť atď. Dobrá priepustnosť vzduchu zaisťuje počas používania pohodlie a plynulosť, zatiaľ čo vysoká účinnosť filtrácie zaisťuje účinné odpočúvanie konkrétnych látok. Medzi týmito dvoma predstaveniami však často existuje určitý rozpor. Pri optimalizácii je potrebné komplexne zvážiť viac faktorov a hľadať rovnováhu medzi nimi.
1. Faktory ovplyvňujúce permeabilitu vzduchu a efektívnosť filtrácie
I) Charakteristiky vlákien
Hrúbka, dĺžka a tvar vlákien PET majú významný vplyv na priepustnosť vzduchu a účinnosť filtrácie netkaných tkanín. Funder PET vlákna môžu tvoriť hustejšiu sieť vlákniny, ktorá môže zlepšiť účinnosť filtrácie, ale do určitej miery zníži priepustnosť vzduchu; Naopak silnejšie vlákna môžu zlepšiť priepustnosť vzduchu, ale účinnosť filtrácie sa môže znížiť. Pokiaľ ide o dĺžku vlákien, dlhšie vlákna vedú k tvorbe stabilnejšej štruktúry vlákien, ktorá má menší vplyv na priepustnosť vzduchu, a zároveň pomáha do istej miery zlepšiť účinnosť filtrácie. Nezrovnalosť tvaru vlákien bude tiež ovplyvniť distribúciu medzier medzi vláknami, čím ovplyvňuje priepustnosť vzduchu a účinnosť filtrácie. Pridanie vlákien z buničiny zvyšuje rozmanitosť typov vlákien a jej jemnosť a hygroskopita zmení mikroštruktúru vláknovej siete, ovplyvní cestu priechodu vzduchu a tekutiny a bude mať komplexný vplyv na priepustnosť vzduchu a efektívnosť filtrácie.
Ii) usporiadanie vlákien a zapletenie
Počas procesu hydroentangu majú usporiadanie a stupeň zapletenia vlákien významný vplyv na výkon netkaných tkanín. Distribúcia pórov tvorených neusporiadanými vláknami je relatívne náhodná a priepustnosť vzduchu je relatívne dobrá, ale účinnosť filtrácie sa môže do určitej miery obmedziť, pretože veľké častice môžu ľahšie prechádzať cez nepravidelné póry. Vlákna s riadnejšími usporiadaniami, najmä tie, ktoré sú pevne usporiadané v určitých smeroch, môžu zlepšiť účinnosť filtrácie, najmä schopnosť odpočúvania látok v špecifickom rozsahu veľkosti častíc, ale znížia priepustnosť vzduchu. Stupeň zapletenia vlákien je tiež rozhodujúci. Pevne zapletená sieť vlákniny zníži veľkosť a počet pórov a zníži priepustnosť vzduchu, ale môže zlepšiť účinnosť filtrácie; Nedostatočné zapletenie môže viesť k zníženiu účinnosti filtrácie, zatiaľ čo zlepšenie priepustnosti vzduchu je obmedzené a môže dokonca ovplyvniť celkový výkon v dôsledku štrukturálnej nestability.
(Iii) Netkané štrukturálne parametre tkaniny
Kvantitatívne (hmotnosť na jednotku plochy), hrúbka a pórovitosť netkaných tkanín sú štrukturálne parametre, ktoré priamo ovplyvňujú priepustnosť vzduchu a účinnosť filtrácie. Zvýšenie kvantitatívneho zvyčajne spôsobuje, že netkaná tkanina hrubšia, zvyšuje počet vrstiev vlákien, znižuje počet pórov a znižuje veľkosť pórov, čo je prospešné pre zlepšenie účinnosti filtrácie, ale vážne znižuje priepustnosť vzduchu. Naopak, zníženie kvantitatívnej činnosti môže zvýšiť priepustnosť vzduchu, ale účinnosť filtrácie môže byť ťažké splniť požiadavky. Hrúbka úzko súvisí s kvantitatívnym. Hrubšie netkané tkaniny majú zvýšený odpor voči vzduchu a tekutinám a zníženej priepustnosti vzduchu, ale môžu mať lepšie filtrovacie účinky na tuhé častice. Pórovitosť je dôležitý parameter, ktorý odráža podiel priestoru pórov vo vnútri tkaných tkanín. Vysoká pórovitosť znamená dobrú priepustnosť vzduchu, ale účinnosť filtrácie sa môže znížiť; Nízka pórovitosť znamená vysokú účinnosť filtrácie a zlá priepustnosť vzduchu.
2. Metódy na optimalizáciu priepustnosti vzduchu a efektívnosti filtrácie
I) Výber a optimalizácia pomeru vlákien
Podľa konkrétnych požiadaviek na aplikáciu sú presne vybrané špecifikácie a parametre výkonu vlákien PET a vlákna z buničiny. Napríklad v oblasti čistenia vzduchu, ktorý má extrémne vysoké požiadavky na efektívnosť filtrácie a relatívne nízke požiadavky na priepustnosť vzduchu, je možné zvoliť jemnejšie vlákno PET a jeho podiel v pomere vlákniny sa môže primerane zvýšiť a na zlepšenie pocitu a flexibility je možné pridať vhodné množstvo vlákna z buničiny. Pre niektoré aplikácie, ktoré majú vysoké požiadavky na priepustnosť vzduchu a nie sú zvlášť prísne v presnosti filtrácie, ako sú bežné ventilačné filtre, môžu byť zvolené hrubšie vlákna PET, aby sa zvýšili medzery medzi vláknami, a obsah vlákna z buničiny sa môže primerane riadiť, aby sa zabezpečila určitá filtračná kapacita. Prostredníctvom experimentov a výpočtov simulácie sa určuje optimálny pomer vlákna PET a vlákniny v rôznych scenároch aplikácie na maximalizáciu priepustnosti vzduchu pri plnení účinnosti filtrácie.
Ii) Úprava parametrov procesu spunlace
l Tlak vody a počet hláv spunlace : Tlak vody je kľúčovým parametrom procesu spunlace a má dôležitý vplyv na zapletenie vlákien a netkanú štruktúru textílií. Primerane zníženie tlaku vody môže znížiť nadmerné zapletenie vlákniny, udržiavať viac a väčšie póry, a tak zlepšiť priepustnosť vzduchu. Príliš nízky tlak vody však povedie k nedostatočnému zapleteniu vlákniny, ktoré ovplyvňuje účinnosť pevnosti a filtrácie netkanej tkaniny. Preto je potrebné nájsť vhodný nízky rozsah tlaku vody na základe zabezpečenia účinnosti a pevnosti filtrácie. Zvýšenie počtu hláv spunlace môže do istej miery optimalizovať pórovú štruktúru a pomôcť zlepšiť účinnosť filtrácie. Súčasne sa môže zohľadniť aj primeraným reguláciou rozloženia tlaku vody v každej hlave spunlace, priepustnosť vzduchu. Napríklad pri použití viacstupňového spunlace prvých niekoľkých fáz hlavy spunlace používa nižší tlak vody na spočiatku zapletenie vlákien a zachovanie určitého množstva pórov a posledné fázy vedúceho hlavy primerane zvýšenia tlaku vody, aby sa ďalej posilnili zapletenie vlákniny a zlepšili účinnosť filtrácie bez toho, aby vážne ovplyvnili priepustnosť vzduchu.
l Metóda spunlace : Rôzne metódy spunlace majú rôzne účinky na usporiadanie vlákien a štruktúru netkanej textílií. Kombinácia bubnového spunlace a plochého oka má jedinečné výhody. Počas fázy bubna je sieť vlákna adsorbovaná na bubne a pohybuje sa na zakrivenom povrchu. Strana, ktorá prijíma spunlace, je uvoľnená a zadná strana je stlačená, čo vedie k penetrácii vodného prúdu a zapleteniu vlákien. Môže si zachovať dobrú priepustnosť vzduchu a zároveň zaistiť určitú efektívnosť filtrácie; Plochý sieťovina môže ďalej usporiadať a posilňovať vlákna a upraviť štruktúru pórov. Primeraným usporiadaním objednávky a parametrov bubnového spunlace a plochého oka je možné optimalizovať priepustnosť vzduchu a účinnosť filtrácie.
Iii) proces po spracovaní
l Tepelné spracovanie : Vhodné tepelné spracovanie netkanej tkaniny PET/buničiny po spunlace môže spôsobiť určitý stupeň tepelného zmrašťovania a kryštalizáciu vlákien PET, čím sa zmení režim spojenia a štruktúra pórov medzi vláknami. Za vhodných podmienok teploty a času môže tepelné spracovanie zvýšiť kompaktnej a riadnejšiu sieť vlákniny, zlepšiť účinnosť filtrácie a zároveň regulovaním stupňa tepelného zmršťovania, vyhnúť sa nadmernému zmršťovaniu, ktoré vedie k výraznému zníženiu priepustnosti vzduchu. Napríklad tepelné spracovanie netkaných textílií pri 180-200 ℃ počas 5 až 10 minút môže do istej miery optimalizovať svoju permeabilitu vzduchu a filtráciu.
l Chemické ošetrenie : Metódy chemického spracovania, ako napríklad povrchová modifikácia netkaných tkanín alebo pridanie funkčných prísad, môžu zlepšiť ich povrchové vlastnosti a charakteristiky pórov. Zavedením špecifických funkčných skupín na povrchu netkaných textílií prostredníctvom chemického štepenia alebo potiahnutia sa môžu adsorpčné a filtračné schopnosti určitých látok zlepšiť bez toho, aby výrazne ovplyvnili priepustnosť vzduchu. Pridanie vhodného množstva maziva alebo zmäkčovača môže zlepšiť kĺzavé vlastnosti medzi vláknami, upraviť veľkosť a distribúciu pórov a mať pozitívny vplyv na permeabilitu vzduchu a efektívnosť filtrácie. Počas procesu chemického spracovania je však potrebné venovať pozornosť výberu vhodných chemických činidiel a procesov liečby, aby sa predišlo znečisteniu životného prostredia a negatívnemu vplyvu na výkon netkaných tkanín.
Optimalizácia permeability vzduchu a efektívnosť filtrácie kompozitu PET/bunično -spunlace nonwovens je komplexný a systematický projekt, ktorý si vyžaduje komplexné zváženie viacerých faktorov, ako sú charakteristiky vlákniny, usporiadanie vlákien a zapletenie a netkané štrukturálne parametre tkaniny. Racionálnym výberom surovín a pomerov vlákien, jemne úpravy parametrov procesu spunlace a správne pomocou procesov po liečbe je možné do istej miery dosiahnuť rovnováhu medzi priepustnosťou vzduchu a účinnosťou filtrácie. V skutočnej výrobe by sa tieto metódy optimalizácie mali flexibilne uplatňovať podľa rôznych požiadaviek na aplikáciu v kombinácii s experimentálnymi výsledkami a výrobnými skúsenosťami na výrobu netkaných produktov zložených pet/buničiny s vynikajúcim výkonom, ktoré spĺňajú dopyt na trhu.
