Производство нетканого материала из полипропилена методом выдува расплавленного материала
Нетканый материал, полученный методом выдува расплавленного материала
Обзор
Для различных целей или уровней защиты масок и одежды используются разные материалы и методы изготовления, так, самый высокий уровень защиты медицинских масок (например, N95) и защитной одежды — это три-пять слоев нетканого композитного материала, а именно комбинации SMS или SMMMS.
Важнейшей частью этих защитных средств является барьерный слой, а именно слой нетканого материала, полученного методом выдува расплавленного расплава (мелтблаун), с относительно тонкими волокнами диаметром 2–3 мкм, играющими важную роль в предотвращении проникновения бактерий и крови. Микрофибровая ткань обладает хорошими фильтрующими свойствами, воздухопроницаемостью и адсорбционными свойствами, поэтому она широко используется в фильтрующих материалах, термоматериалах, медицинской гигиене и других областях.
Технология и процесс производства нетканого материала из полипропилена методом расплава
Процесс производства нетканого материала методом выдува из расплава обычно включает подачу полимерной смолы → экструзию расплава → фильтрацию расплава от примесей → точное дозирование с помощью дозирующего насоса → спинет → сетка → намотку кромки → обработку продукта.
Принцип процесса выдувания расплава заключается в выдавливании расплава полимера из фильеры головки экструдера, образуя тонкую струйку. Одновременно высокоскоростной и высокотемпературный поток воздуха по обе стороны от фильеры распыляет и вытягивает расплав, который затем измельчается до нитей толщиной всего 1–5 мкм. Эти нити затем вытягиваются в короткие волокна длиной около 45 мм под действием теплового потока.
Чтобы предотвратить раздувание коротких волокон горячим воздухом, под коагуляционным экраном устанавливается вакуумный отсос, который равномерно собирает микроволокно, сформированное высокоскоростным растяжением горячим воздухом. В заключение, для получения нетканого материала методом выдува расплава используется самоклеящийся материал.
Основные параметры процесса:
Свойства полимерного сырья: включая реологические свойства сырья, зольность, относительное молекулярно-массовое распределение и т.д. Реологические свойства сырья являются важнейшим показателем, обычно выражаемым индексом плавления (ИПР). Чем выше ИПР, тем выше текучесть расплава материала, и наоборот. Чем ниже молекулярная масса материала, тем выше ИПР и ниже вязкость расплава, тем лучше подходит процесс выдува расплава с плохой вытяжкой. Для полипропилена ИПР должен находиться в диапазоне 400 ~ 1800 г/10 мин.
В процессе производства расплавленной стали параметры, регулируемые в соответствии со спросом на сырье и продукцию, в основном включают в себя:
(1) При постоянной температуре количество экструдированного расплава увеличивается, увеличивается количество нетканого материала, полученного методом выдува расплава, и прочность увеличивается (снижается после достижения пикового значения). Его зависимость от диаметра волокна линейно увеличивается. При слишком большом количестве экструдированного расплава диаметр волокна увеличивается, уменьшается число корней и прочность, уменьшается связующая часть, что приводит к образованию шелковистых волокон, поэтому относительная прочность нетканого материала снижается.
(2) Температура каждой зоны шнека влияет не только на плавность процесса прядения, но и на внешний вид, тактильные ощущения и эксплуатационные характеристики изделия. Слишком высокая температура приводит к образованию блочного полимера «SHOT», увеличению дефектов ткани, увеличению количества обрывов волокон и появлению «разлетающихся» волокон. Неправильная настройка температуры может привести к засорению головки распылителя, износу отверстия фильеры и повреждению устройства.
(3) Температура горячего воздуха при растяжении. Температура горячего воздуха при растяжении обычно выражается скоростью (давлением) горячего воздуха и напрямую влияет на тонкость волокна. При прочих равных параметрах увеличение скорости горячего воздуха приводит к истончению волокна, увеличению узлов волокна, равномерному натяжению и повышению прочности, нетканый материал становится мягким и гладким на ощупь. Однако слишком большая скорость может привести к появлению «разлетающихся хлопьев», что влияет на внешний вид нетканого материала; уменьшение скорости увеличивает пористость, снижает сопротивление фильтрации и ухудшает эффективность фильтрации. Следует отметить, что температура горячего воздуха должна быть близка к температуре расплава, в противном случае возникнет воздушный поток, и коробка будет повреждена.
(4) Температура расплава. Температура расплава, также известная как температура расплавленной головки, тесно связана с текучестью расплава. С повышением температуры текучесть расплава улучшается, вязкость снижается, волокна становятся тоньше и однородность улучшается. Однако чем ниже вязкость, тем лучше. Слишком низкая вязкость приводит к чрезмерному вытягиванию, волокна легко рвутся, образуются ультракороткие микроволокна, которые невозможно собрать.
(5) Расстояние приема Расстояние приема (DCD) относится к расстоянию между фильерой и сетчатой завесой. Этот параметр имеет особенно существенное влияние на прочность волокнистой сетки. С увеличением DCD прочность и жесткость на изгиб уменьшаются, диаметр волокна уменьшается, а точка склеивания уменьшается. Поэтому нетканый материал становится мягким и пушистым, проницаемость увеличивается, а сопротивление фильтрации и эффективность фильтрации снижаются. Когда расстояние слишком большое, вытяжка волокна уменьшается потоком горячего воздуха, и между волокнами будет происходить спутывание в процессе вытяжки, что приводит к образованию нитей. Когда расстояние приема слишком мало, волокно не может быть полностью охлаждено, в результате чего проволока, прочность нетканого материала уменьшается, увеличивается хрупкость.
