Effekt av vattentrycksparametrar i spunlace -processen på styrkan hos PET/PULP -sammansatta icke -vävda tyger
PET/PULP COMPOSITE SPUNLACE Nonwoven Tyger används i stor utsträckning inom medicinsk, sanitet, filtrering och andra fält på grund av deras unika egenskaper. Som en nyckelbehandlingsmetod spelar Spunlace -tekniken en avgörande roll i utförandet av icke -vävda tyger, bland vilka vattentrycksparametrar är kärnfaktorerna som påverkar styrkan hos icke -vävda tyger. Fördjupad undersökning av påverkan av vattentrycksparametrar på styrkan hos PET/PULP-sammansatta nonwoven-tyger är av stor betydelse för att optimera spunlace-processen och förbättra produktkvaliteten och prestandan.
1. Översikt över Pet/Pulp Composite Spunlace Nonwoven Tyg
(I) Råvaruegenskaper
PET-fiber har fördelarna med hög styrka, hög modul, kemisk korrosionsbeständighet och god termisk stabilitet, vilket ger grundläggande styrka för icke-vävda tyger. Pulpfiber ger icke-vävda tyger god fuktabsorption, mjukhet och komfort och kan förbättra intrasslingseffekten mellan fibrer. Kombinationen av de två kan göra att icke-vävda tyger har flera utmärkta egenskaper.
(Ii) Principen om spunlace -process
Spunlace-processen använder vattenstrålar med högt tryck för att påverka fiberbanan, vilket får fibrerna att förvirra och förstärka varandra. Vid produktion av PET/PULP-sammansatta icke-vävda tyger penetrerar vattenstrålen fiberbanan bestående av husdjurs- och massafibrer. Under den direkta påverkan av vattenstrålen och det återhämtande vattenflödet förflyttas, sammanflätas, sammanflätas, intrasslas och omfamnas, och bildar otaliga flexibla intrasslingspunkter, vilket ger det icke-vävda tyget en viss styrka.
2. Påverkningsmekanismen för vattentrycksparametrar på styrkan hos icke-vävda tyger
(I) Förhållandet mellan fiberförvirringsgrad och styrka
När vattentrycket är lågt är vattenstrålen energi begränsad och kan bara få vissa fibrer att röra sig och initialt trassla. Fibrerna är inte tätt förvirrade, och antalet bildade intrasslingspunkter är litet och styrkan är låg, så den totala styrkan hos det icke-vävda tyget är också låg. När vattentrycket ökar ökar vattenstråleenergin, fler fibrer drivs för att delta i intrasslingen, graden av intrassling fördjupas, antalet intrasslingspunkter ökar och styrkan förbättras och styrkan hos det icke-vävda tyget förbättras avsevärt. Men när vattentrycket är för högt kan det orsaka överdriven skada eller till och med brytning av fibrerna, vilket i sin tur försvagar bindningskraften mellan fibrerna och minskar styrkan hos det icke-vävda tyget.
(Ii) Effekt av fiberskador på styrka
Överdriven vattentryck kommer att orsaka överdriven slagkraft på fibern, vilket resulterar i slitage på fiberytan, skador på den inre strukturen eller till och med brott. Även om PET -fiber har hög styrka kommer den också att skadas under överdrivet vattentryck. Dess molekylkedja kan bryta eller ändra orientering, vilket påverkar fiberens egen styrka och bärande kapacitet. Massfiber är relativt bräcklig och lättare skadad under högt vattentryck. Efter att fibern har skadats reduceras dess effektiva bärande området i det icke-vävda tyget, och kraftöverföringsmekanismen mellan fibrer förstörs och minskar därmed den totala styrkan hos det icke-vävda tyget.
3. Optimeringsstrategi för vattentrycksparametrar
(I) Justera vattentrycket enligt icke-vävt tygkvantitet och produktionshastighet
Olika kvantitativa PET/PULP-sammansatta icke-vävda tyger kräver olika vattentryck. Icke-vävda tyger med större kvantitativa vikter har tjockare fiberlager och kräver högre vattentryck för att låta vattenstrålen penetrera fiberbanan och uppnå effektiv förvirring; Icke-vävda tyger med mindre kvantitativa vikter kan på lämpligt sätt minska vattentrycket. Produktionshastigheten är också nära besläktad med vattentrycket. Ju snabbare produktionshastigheten är, desto kortare är fiberbanan i spunlacområdet, och högre vattentryck krävs för att slutföra fiberförvirringen på kort tid för att säkerställa styrkan hos det icke-vävda tyget. For example, for a 45g/m² synthetic leather base fabric, when the production speed is 8m/min, the water pressure can be set to a distribution from low to high and then down, such as 9MPa for the first pass (front side), 9.5MPa for the second pass (back side), 12MPa for the third pass (front side), 11.5MPa for the fourth pass (back side), and 11MPa for the fifth pass (back sida). Detta kan minska energiförbrukningen och produktionskostnaderna samtidigt som produktkvaliteten säkerställer.
(Ii) Använd flersstegs vattensprutning och rimlig vattentrycksfördelning
Användningen av flerstegs spunlace kan gradvis samlas in fibrerna och undvika överdrivna skador på fibrerna orsakade av överdrivet vattentryck i en spunlace. I spunlacprocessen i flera steg är den rimliga fördelningen av vattentrycket avgörande. I allmänhet använder de första spunelserna ett lägre vattentryck för att initialt kompaktera fiberbanan och starta fiberförvirringen; De mellersta få passerna ökar gradvis vattentrycket för att stärka fiberförvirringen; De sista passerna minskar på lämpligt sätt vattentrycket för att göra den icke-vävda ytan mjukare och mer känslig, samtidigt som fiberskador minskar. I en viss produktionsprocess är till exempel de första och andra stegen roterande trumspunla med lågt vattentryck på 60 bar respektive 80 bar, som används för att initialt förstärka fiberbanan; Det tredje steget är platt net -spunlace och vattentrycket ökas till 120 bar för att ytterligare stärka fiberförvirringen. På detta sätt kan styrkan hos det icke-vävda tyget förbättras effektivt.
Vattentrycksparametrar har ett komplext och viktigt inflytande på styrkan hos PET/PULP -sammansatta icke -vävda tyger. Lämpligt vattentryck kan främja effektiv fiberförvirring och förbättra styrkan hos icke -vävda tyger; För högt eller för lågt vattentryck kommer att ha en negativ inverkan på styrkan. I den faktiska produktionen är det nödvändigt att omfattande överväga faktorer som nonwoven tygkvantitet och produktionshastighet. Genom att rimligen justera vattentrycksparametrar, anta flerstegs spunlace och optimera vattentrycksfördelningsstrategier kan styrkan hos icke-vävda tyger kontrolleras exakt.
Hur man optimerar luftpermeabiliteten och filtreringseffektiviteten för PET/Pulp Composite Spunlace Nonwovens
PET/PULP COMPOSITE SPUNLACE NONWOVENS används allmänt inom många områden, såsom luftfiltrering, vätskefiltrering, medicinsk och hälsovård, etc. I dessa applikationsscenarier är dess luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet viktiga prestationsindikatorer. God luftpermeabilitet säkerställer komfort och jämnhet under användning, medan hög filtreringseffektivitet säkerställer effektiv avlyssning av specifika ämnen. Det finns emellertid ofta en viss motsägelse mellan dessa två föreställningar. Vid optimering är det nödvändigt att omfattande överväga flera faktorer och söka balans mellan de två.
1. Faktorer som påverkar luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet
(I) fiberegenskaper
Tjockleken, längden och formen på PET-fibrer har en betydande effekt på luftpermeabiliteten och filtreringseffektiviteten hos icke-vävda tyger. Finare PET -fibrer kan bilda ett tätare fibernätverk, vilket kan förbättra filtreringseffektiviteten, men kommer att minska luftpermeabiliteten i viss utsträckning; Tjockare fibrer kan tvärtom förbättra luftpermeabiliteten, men filtreringseffektiviteten kan minska. När det gäller fiberlängden är längre fibrer gynnsamma för att bilda en mer stabil fiberstruktur, vilket har mindre effekt på luftpermeabiliteten, och samtidigt hjälper till att förbättra filtreringseffektiviteten i viss utsträckning. Oregelbundenheten hos fiberform kommer också att påverka fördelningen av luckor mellan fibrer, vilket påverkar luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet. Tillsatsen av massafibrer ökar mångfalden av fibertyper, och dess mjukhet och hygroskopicitet kommer att förändra mikrostrukturen i fibernätverket, påverka passagen för luft och vätska och har en komplex effekt på luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet.
(Ii) fiberarrangemang och intrassling
Under hydroentanglementprocessen har arrangemanget och graden av intrassling av fibrer en betydande inverkan på prestandan hos icke -vävda tyger. Porfördelningen som bildas av störda fibrer är relativt slumpmässig, och luftpermeabiliteten är relativt bra, men filtreringseffektiviteten kan vara begränsad i viss utsträckning, eftersom stora partiklar kan passera genom oregelbundna porer lättare. Fibrer med mer ordnade arrangemang, särskilt de som är ordentligt arrangerade i vissa riktningar, kan förbättra filtreringseffektiviteten, särskilt avlyssningsförmågan hos ämnen i ett specifikt partikelstorleksområde, men kommer att minska luftpermeabiliteten. Graden av fiberförvirring är också avgörande. Ett tätt intrasslat fibernätverk kommer att minska storleken och antalet porer och minska luftpermeabiliteten, men kan förbättra filtreringseffektiviteten; Otillräcklig förvirring kan leda till en minskning av filtreringseffektiviteten, medan förbättringen av luftpermeabiliteten är begränsad och kan till och med påverka den totala prestandan på grund av strukturell instabilitet.
(Iii) Icke-vävda tygstrukturparametrar
Det kvantitativa (massa per enhetsarea), tjocklek och porositet hos icke-vävda tyger är strukturella parametrar som direkt påverkar luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet. En ökning av kvantitativet gör vanligtvis det icke-vävda tyget tjockare, ökar antalet fiberskikt, minskar antalet porer och minskar porstorleken, vilket är fördelaktigt för att förbättra filtreringseffektiviteten, men minskar allvarligt luftpermeabilitet. Tvärtom, att minska kvantitativet kan öka luftpermeabiliteten, men filtreringseffektiviteten kan vara svår att uppfylla kraven. Tjockleken är nära besläktad med kvantitativ. Tjockare icke-vävda tyger har ökat motståndet mot luft och vätskor och minskad luftpermeabilitet, men kan ha bättre filtreringseffekter på partiklar. Porositet är en viktig parameter som återspeglar andelen porutrymme i icke-vävda tyger. Hög porositet innebär god luftpermeabilitet, men filtreringseffektiviteten kan minskas; Låg porositet innebär hög filtreringseffektivitet och dålig luftpermeabilitet.
2. Metoder för att optimera luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet
(I) Fiberval och optimering av förhållanden
Enligt de specifika applikationskraven väljs specifikationerna och prestandaparametrarna för PET -fiber och massafiber exakt. Till exempel, inom luftrening, som har extremt höga krav för filtreringseffektivitet och relativt låga krav för luftpermeabilitet, kan finare PET -fiber väljas och dess andel i fiberförhållandet kan ökas på lämpligt sätt och en lämplig mängd massfiber kan tillsättas för att förbättra känslan och flexibiliteten. För vissa applikationer som har höga krav för luftpermeabilitet och inte är särskilt strikta i filtreringsnoggrannheten, såsom vanliga ventilationsfilter, kan grovare husdjursfibrer väljas för att öka klyftorna mellan fibrer, och massafiberinnehållet kan rimligen kontrolleras för att säkerställa en viss filtreringskapacitet. Genom experiment och simuleringsberäkningar bestäms det optimala förhållandet mellan PET -fiber och massafiber i olika applikationsscenarier för att maximera luftpermeabiliteten medan man möter filtreringseffektiviteten.
(Ii) Justering av spunlace -processparametrar
l Vattentrycket och antalet spunlaced : Vattentrycket är en nyckelparameter för spunlace-processen och har ett viktigt inflytande på fiberförvirring och icke-vävd tygstruktur. Med lämpligt att minska vattentrycket kan det minska överdriven fiberförvirring, upprätthålla fler och större porer och därmed förbättra luftpermeabiliteten. För lågt vattentryck kommer emellertid att leda till otillräcklig fiberförvirring, vilket påverkar styrkan och filtreringseffektiviteten hos det icke-vävda tyget. Därför är det nödvändigt att hitta ett lämpligt lågt vattentrycksintervall på grund av att säkerställa filtreringseffektivitet och styrka. Att öka antalet spunlace -huvuden kan göra fiberförvirringen mer enhetlig, optimera porstrukturen i viss utsträckning och bidra till att förbättra filtreringseffektiviteten. Samtidigt, genom att rimligt kontrollera vattentrycksfördelningen för varje spunlace -huvud, kan luftpermeabilitet också beaktas. Till exempel, med flera stegs spunlace, använder de första få stegen av spunlace-huvuden lägre vattentryck för att initialt förvirra fibrerna och behålla en viss mängd porer, och de senare stegen av spunlacerhuvuden på ett lämpligt sätt ökar vattentrycket för att ytterligare stärka fiberförvirringen och förbättra filtreringseffektiviteten utan allvarligt påverka luftpermeabiliteten.
l Spunlace -metod : Olika spunlace -metoder har olika effekter på fiberarrangemang och nonwoven tygstruktur. Kombinationen av trumspunlace och platt mesh spunlace har unika fördelar. Under trumman spunlace -scenen adsorberas fiberbanan på trumman och rör sig på en krökt yta. Sidan som tar emot spunlacet är avslappnad och den omvända sidan komprimeras, vilket är gynnsamt för vattenstrålepenetration och fiberförvirring. Det kan upprätthålla god luftpermeabilitet samtidigt som man säkerställer en viss filtreringseffektivitet; Flat Mesh Spunlace kan ytterligare ordna och förstärka fibrerna och justera porstrukturen. Genom att rimligen ordna ordningen och parametrarna för trumspunlace och platt nätspunlace kan luftpermeabiliteten och filtreringseffektiviteten optimeras.
(Iii) efterbehandlingsprocess
l Värmebehandling : Lämplig värmebehandling av PET/PULP-sammansatt icke-vävt tyg efter spunlace kan orsaka en viss grad av termisk krympning och kristallisation av PET-fibrerna, ändra bindningsläget och porstrukturen mellan fibrerna. Under lämpliga temperatur- och tidsförhållanden kan värmebehandling göra fibernätverket mer kompakt och ordnat, förbättra filtreringseffektiviteten, och samtidigt genom att kontrollera graden av termisk krympning, undvika överdriven krympning som leder till en betydande minskning av luftpermeabiliteten. Till exempel kan värmebehandling av icke-vävda tyger vid 180-200 ℃ under 5-10 minuter optimera dess luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet i viss utsträckning.
l Kemisk behandling : Kemiska behandlingsmetoder, såsom ytmodifiering av icke-vävda tyger eller tillsats av funktionella tillsatser, kan förbättra deras ytegenskaper och poregenskaper. Genom att införa specifika funktionella grupper på ytan av icke-vävda tyger genom kemisk ympning eller beläggningsbehandling kan adsorptions- och filtreringsfunktioner för vissa ämnen förbättras utan att påverka luftpermeabiliteten avsevärt. Att lägga till en lämplig mängd smörjmedel eller mjukgörare kan förbättra glidegenskaperna mellan fibrer, justera porstorleken och distributionen och ha en positiv effekt på luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet. Under den kemiska behandlingsprocessen är det emellertid nödvändigt att uppmärksamma valet av lämpliga kemiska reagens och behandlingsprocesser för att undvika föroreningar i miljön och negativ påverkan på prestanda för icke-vävda tyger.
Optimering av luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet för PET/PULP Composite Spunlace Nonwovens är ett komplext och systematiskt projekt, som kräver omfattande övervägande av flera faktorer såsom fiberegenskaper, fiberarrangemang och förvirring och nonwoven strukturella parametrar. Genom att rationellt välja fiber råmaterial och förhållanden, finjusterande spunlace-processparametrar och korrekt med användning av processer efter behandling, kan balansen mellan luftpermeabilitet och filtreringseffektivitet uppnås i viss utsträckning. I den faktiska produktionen bör dessa optimeringsmetoder tillämpas flexibelt enligt olika applikationskrav, i kombination med experimentella resultat och produktionsupplevelse, för att producera PET/Pulp Composite Spunlace Nonwoven -produkter med utmärkt prestanda som uppfyller marknadens efterfrågan.
