Effekt af vandtrykparametre i spunlace -processen på styrken af PET/Pulp Composite Nonwoven Fabrics
Kæledyr/papirmasse sammensat spunlace ikke -vævede stoffer er vidt brugt i medicinsk, sanitet, filtrering og andre felter på grund af deres unikke egenskaber. Som en nøglebehandlingsmetode spiller Spunlace -teknologi en afgørende rolle i udførelsen af ikke -vævede stoffer, blandt hvilke vandtrykparametre er de kernefaktorer, der påvirker styrken af ikke -vævede stoffer. Dybdegående udforskning af påvirkningen af vandtrykparametre på styrken af PET/Pulp Composite ikke-vævede stoffer er af stor betydning for at optimere spunlace-processen og forbedre produktkvaliteten og ydeevnen.
1. Oversigt over Pet/Pulp Composite Spunlace Nonwoven stof
(I) Karakteristika for råmaterialer
Kæledyrsfiber har fordelene ved høj styrke, høj modul, kemisk korrosionsbestandighed og god termisk stabilitet, hvilket giver grundlæggende styrkeunderstøttelse af ikke-vævede stoffer. Pulpfiber giver ikke-vævede stoffer god fugtighedsabsorption, blødhed og komfort og kan forbedre sammenfiltringseffekten mellem fibre. Kombinationen af de to kan fremstille ikke-vævede stoffer har flere fremragende egenskaber.
(Ii) Princippet om spunlace -processen
Spunlace-processen bruger vandstråler med højt tryk til at påvirke fiberwebet, hvilket får fibrene til at sammenfiltrere og forstærke hinanden. I produktionen af PET/Pulp Composite-ikke-vævede stoffer trænger vandstråle ind i fiberwebet sammensat af PET og papirmassefibre. Under den direkte påvirkning af vandstrålen og den rebounding vandstrøm, forskydes fibrene, sammenflettet, sammenfiltret og omfavnet, og danner utallige fleksible sammenfiltringspunkter og giver derved det ikke-vævede stof en bestemt styrke.
2. Indflydelsesmekanismen for vandtrykparametre på styrken af ikke-vævede stoffer
(I) Forholdet mellem fiberafviklingsgrad og styrke
Når vandtrykket er lavt, er vandstrålenergien begrænset og kan kun få nogle fibre til at bevæge sig og oprindeligt sammenfiltrere. Fibrene er ikke tæt sammenfiltret, og antallet af dannede sammenfiltringspunkter er lille, og styrken er lav, så den samlede styrke af det ikke-vævede stof er også lavt. Efterhånden som vandtrykket øges, øges vandstrålenergien, flere fibre drevet til at deltage i sammenfiltringen, graden af sammenfiltring uddybes, antallet af sammenfiltringspunkter øges, og styrken forbedres, og styrken af det ikke-vævede stof forbedres markant. Når vandtrykket er for højt, kan det imidlertid forårsage overdreven skade eller endda brud på fibrene, hvilket igen svækker bindingskraften mellem fibrene og reducerer styrken af det ikke-vævede stof.
(Ii) Effekt af fiberskader på styrke
Overdreven vandtryk vil forårsage overdreven påvirkningskraft på fiberen, hvilket resulterer i slid på fiberoverfladen, skader på den indre struktur eller endda brud. Selvom kæledyrsfiber har høj styrke, vil den også blive beskadiget under overdreven vandtryk. Dens molekylære kæde kan bryde eller ændre orientering, hvilket påvirker fiberens egen styrke og bærende kapacitet. Pulpfiber er relativt skrøbelig og lettere beskadiget under højt vandtryk. Efter at fiberen er beskadiget, reduceres dets effektive bærende område i det ikke-vævede stof, og kraftoverførselsmekanismen mellem fibre ødelægges og reducerer derved den samlede styrke af det ikke-vævede stof.
3. Optimeringsstrategi for vandtrykparametre
(I) Juster vandtrykket i henhold til ikke-vævet stofmængde og produktionshastighed
Forskellige kvantitative PET/Pulp Composite ikke-vævede stoffer kræver forskellige vandtryk. Ikke-vævede stoffer med større kvantitative vægte har tykkere fiberlag og kræver højere vandtryk for at lade vandstrålen trænge ind i fiberwebet og opnå effektiv sammenfiltring; Ikke-vævede stoffer med mindre kvantitative vægte kan reducere vandtrykket passende. Produktionshastigheden er også tæt knyttet til vandtrykket. Jo hurtigere produktionshastigheden, jo kortere fiberweb forbliver i spunlace-området, og højere vandtryk er påkrævet for at fuldføre fiberforviklingen på kort tid for at sikre styrken af det ikke-vævede stof. For eksempel, for et 45 g/m² syntetisk læderbase stof, når produktionshastigheden er 8 m/min, kan vandtrykket indstilles til en fordeling fra lav til høj og derefter ned, såsom 9MPa for den første pas (forside), 9,5MPa for den anden pasning (bagside), 12MPa for den tredje pasning (forsiden), 11,5MPa til den fjerde pas (bagside) og 11mpa til halvdelen af halvdelen (bagsiden). Dette kan reducere energiforbruget og produktionsomkostningerne og samtidig sikre produktkvalitet.
(Ii) Brug vandspurning med flere trin og rimelig vandtrykfordeling
Anvendelsen af multi-trins spunlace kan gradvist sammenfiltrere fibrene og undgå overdreven skade på fibrene forårsaget af overdreven vandtryk i en spunlace. I spuncace-processen med flere faser er den rimelige fordeling af vandtrykket afgørende. Generelt bruger de første par spunices et lavere vandtryk til oprindeligt at komprimere fiberwebet og starte fiberforviklingen; De midterste par passerer øger gradvist vandtrykket for at styrke fibervilkendelsen; De sidste par pas reducerer passende vandtrykket for at gøre den ikke-vævede overflade glattere og mere delikat, samtidig med at fiberskader reduceres. For eksempel i en bestemt produktionsproces er den første og anden fase rotations tromle spunlace med lavt vandtryk på henholdsvis 60 bar og 80 bar, som bruges til oprindeligt at forstærke fiberwebet; Den tredje fase er fladt netto spunlace, og vandtrykket øges til 120 bar for yderligere at styrke fiberforviklingen. På denne måde kan styrken af det ikke-vævede stof effektivt forbedres.
Vandtrykparametre har en kompleks og vigtig indflydelse på styrken af PET/Pulp Composite ikke -vævede stoffer. Passende vandtryk kan fremme effektiv fiberafvikling og forbedre styrken af ikke -vævede stoffer; For højt eller for lavt vandtryk vil have en negativ indvirkning på styrken. I den faktiske produktion er det nødvendigt at overveje faktorer, såsom ikke -vævet stofmængde og produktionshastighed. Ved at rimere justering af vandtrykparametre, vedtage spunt med flere faser og optimere vandtrykfordelingsstrategier, kan styrken af ikke-vævede stoffer kontrolleres nøjagtigt, og derved producerer PET/Pulp Composite Spunlace-stoffer af høj kvalitet, der opfylder forskellige applikationskrav.
Sådan optimeres luftpermeabiliteten og filtreringseffektiviteten af PET/Pulp Composite Spunlace Nonwovens
PET/PULP -komposit Spunlace nonwovens er vidt brugt på mange felter, såsom luftfiltrering, flydende filtrering, medicinsk og sundhedsvæsen osv. I disse applikationsscenarier er dens luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet nøgleprestationsindikatorer. God luftpermeabilitet sikrer komfort og glathed under brug, mens høj filtreringseffektivitet sikrer effektiv aflytning af specifikke stoffer. Der er dog ofte en vis modsigelse mellem disse to forestillinger. Ved optimering er det nødvendigt at overveje flere faktorer omfattende og søge en balance mellem de to.
1. Faktorer, der påvirker luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet
(I) Fiberegenskaber
Tykkelsen, længden og formen på PET-fibre har en signifikant effekt på luftpermeabiliteten og filtreringseffektiviteten af ikke-vævede stoffer. Finere PET -fibre kan danne et tættere fibernetværk, som kan forbedre filtreringseffektiviteten, men vil reducere luftpermeabiliteten til en vis grad; Tykkere fibre kan tværtimod forbedre luftpermeabiliteten, men filtreringseffektiviteten kan falde. Med hensyn til fiberlængde er længere fibre befordrende for at danne en mere stabil fiberstruktur, som har mindre effekt på luftpermeabilitet og samtidig hjælper med at forbedre filtreringseffektiviteten til en vis grad. Uregelmæssigheden af fiberform vil også påvirke fordelingen af huller mellem fibre og derved påvirke luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet. Tilsætningen af papirmassefibre øger mangfoldigheden af fibertyper, og dens blødhed og hygroskopicitet vil ændre mikrostrukturen af fibernetværket, påvirke passagens sti for luft og væske og have en kompleks effekt på luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet.
(Ii) Fiberarrangement og sammenfiltring
Under hydroentanglementprocessen har arrangementet og graden af sammenfiltring af fibre en betydelig indflydelse på ydelsen af ikke -vævede stoffer. Porefordelingen dannet af forstyrrede fibre er relativt tilfældig, og luftpermeabiliteten er relativt god, men filtreringseffektiviteten kan være begrænset til en vis grad, fordi store partikler lettere kan passere gennem uregelmæssige porer. Fibre med mere ordnede arrangementer, især dem, der er tæt arrangeret i visse retninger, kan forbedre filtreringseffektiviteten, især aflytningsevnen for stoffer i et specifikt partikelstørrelsesområde, men vil reducere luftpermeabiliteten. Graden af fiberforvikling er også afgørende. Et tæt sammenfiltret fibernetværk reducerer størrelsen og antallet af porer og reducerer luftpermeabilitet, men kan forbedre filtreringseffektiviteten; Utilstrækkelig sammenfiltring kan føre til et fald i filtreringseffektivitet, mens forbedringen i luftpermeabilitet er begrænset og kan endda påvirke den samlede ydelse på grund af strukturel ustabilitet.
(Iii) Ikke-vævede stofstrukturelle parametre
Den kvantitative (masse pr. Enhedsareal), tykkelse og porøsitet af ikke-vævede stoffer er strukturelle parametre, der direkte påvirker luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet. En stigning i kvantitativ gør normalt det ikke-vævede stof tykkere, øger antallet af fiberlag, reducerer antallet af porer og reducerer porestørrelsen, hvilket er fordelagtigt for forbedring af filtreringseffektiviteten, men reducerer alvorligt luftpermeabilitet. Tværtimod kan reducere det kvantitative øge luftpermeabiliteten, men filtreringseffektiviteten kan være vanskelig at imødekomme kravene. Tykkelse er tæt knyttet til kvantitativ. Tykkere ikke-vævede stoffer har øget modstand mod luft og væsker og reduceret luftpermeabilitet, men kan have bedre filtreringseffekter på partikler. Porøsitet er en vigtig parameter, der afspejler andelen af poreplads inde i ikke-vævede stoffer. Høj porøsitet betyder god luftpermeabilitet, men filtreringseffektiviteten kan reduceres; Lav porøsitet betyder høj filtreringseffektivitet og dårlig luftpermeabilitet.
2. Metoder til optimering af luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet
(I) Fibervalg og forholdsoptimering
I henhold til de specifikke applikationskrav er specifikationerne og præstationsparametrene for kæledyrsfiber og papirmassefiber nøjagtigt valgt. F.eks. I området luftoprensning, som har ekstremt høje krav til filtreringseffektivitet og relativt lave krav til luftpermeabilitet, kan finere kæledyrsfiber vælges, og dens forhold i fiberforholdet kan øges passende, og en passende mængde pulpfiber kan tilføjes for at forbedre følelsen og fleksibiliteten. For nogle applikationer, der har høje krav til luftpermeabilitet og ikke er særlig strenge i filtreringsnøjagtighed, såsom almindelige ventilationsfiltre, kan grovere PET -fibre vælges for at øge hullerne mellem fibre, og pulpfiberindholdet kan rimeligt kontrolleres for at sikre en bestemt filtreringskapacitet. Gennem eksperimenter og simuleringsberegninger bestemmes det optimale forhold mellem PET -fiber og massefiber i forskellige påføringsscenarier for at maksimere luftpermeabiliteten, mens der opfylder filtreringseffektiviteten.
(Ii) Justering af Spunlace -procesparametre
l Vandtryk og antal spunlacehoveder : Vandtryk er en nøgleparameter for spunlace-processen og har en vigtig indflydelse på fiberforfattere og ikke-vævet stofstruktur. Reduktion af vandtrykket kan reducere overdreven fiberafvikling, opretholde flere og større porer og dermed forbedre luftpermeabiliteten. Imidlertid vil for lavt vandtryk føre til utilstrækkelig fiberafvikling, hvilket påvirker styrken og filtreringseffektiviteten af det ikke-vævede stof. Derfor er det nødvendigt at finde et passende lavt vandtryksområde på grundlag af at sikre filtreringseffektivitet og styrke. Forøgelse af antallet af spunlacehoveder kan gøre fiberforviklingen mere ensartet, optimere porestrukturen til en vis grad og hjælpe med at forbedre filtreringseffektiviteten. På samme tid, ved rimelig kontrol af vandtrykfordelingen af hvert spuncace -hoved, kan der også tages hensyn til luftpermeabilitet. For eksempel bruger de første par faser af spunlacehoveder ved hjælp af multi-trins spunlace og bruger lavere vandtryk til oprindeligt at sammenfiltrere fibrene og bevare en vis mængde porer, og de sidstnævnte stadier af spunlacehovederne øger vandtrykket for yderligere at styrke fiberindtastningen og forbedre filtreringseffektiviteten uden alvorligt at påvirke luftpermeabiliteten.
l Spunlace -metode : Forskellige spunlace -metoder har forskellige effekter på fiberarrangement og ikke -vævet stofstruktur. Kombinationen af tromme spunlace og flad mesh spunlace har unikke fordele. I tromlen Spunlace -scenen adsorberes fiberwebet på tromlen og bevæger sig på en buet overflade. Den side, der modtager spunlace, er afslappet, og bagsiden komprimeres, hvilket er befordrende for vandstråleindtrængning og fiberforvikling. Det kan opretholde god luftpermeabilitet og samtidig sikre en bestemt filtreringseffektivitet; Flat mesh spunlace kan yderligere arrangere og forstærke fibrene og justere porestrukturen. Ved rimeligt at arrangere rækkefølgen og parametre for tromle spunlace og flad mesh spunlace, kan luftpermeabiliteten og filtreringseffektiviteten optimeres.
(Iii) efterbehandlingsproces
l Varmebehandling : Passende varmebehandling af PET/Pulp Composite ikke-vævet stof efter spunlace kan forårsage en vis grad af termisk krympning og krystallisation af PET-fibrene, ændre bindingstilstand og porestruktur mellem fibrene. Under passende temperatur- og tidsforhold kan varmebehandling gøre fibernetværket mere kompakt og ordnet, forbedre filtreringseffektiviteten og på samme tid ved at kontrollere graden af termisk krympning undgå overdreven krympning, der fører til et betydeligt fald i luftpermeabilitet. For eksempel kan varmebehandling af ikke-vævede stoffer ved 180-200 ℃ i 5-10 minutter optimere dens luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet til en vis grad.
l Kemisk behandling : Kemiske behandlingsmetoder, såsom overflademodifikation af ikke-vævede stoffer eller tilsætning af funktionelle tilsætningsstoffer, kan forbedre deres overfladeegenskaber og porekarakteristika. Ved at introducere specifikke funktionelle grupper på overfladen af ikke-vævede stoffer gennem kemisk podning eller belægningsbehandling kan adsorptions- og filtreringsfunktionerne for visse stoffer forbedres uden at påvirke luftpermeabiliteten væsentligt. Tilsætning af en passende mængde smøremiddel eller blødgøringsmiddel kan forbedre glideegenskaberne mellem fibre, justere porestørrelsen og distributionen og have en positiv effekt på luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet. Under den kemiske behandlingsproces er det imidlertid nødvendigt at være opmærksom på udvælgelsen af passende kemiske reagenser og behandlingsprocesser for at undgå forurening til miljøet og negativ indflydelse på ydeevnen for ikke-vævede stoffer.
Optimering af luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet af PET/Pulp Composite Spunlace Nonwovens er et komplekst og systematisk projekt, der kræver omfattende overvejelse af flere faktorer, såsom fiberegenskaber, fiberarrangement og sammenfiltring og ikke -vævet stofstrukturelle parametre. Ved rationelt valg af fiberråmaterialer og -forhold, fint justering af spunlace-procesparametre og korrekt ved hjælp af processer efter behandling, kan balancen mellem luftpermeabilitet og filtreringseffektivitet opnås til en vis grad. I den faktiske produktion skal disse optimeringsmetoder anvendes fleksibelt i henhold til forskellige applikationskrav, kombineret med eksperimentelle resultater og produktionserfaring, for at producere PET/Pulp Composite Spunlace ikke -vævede produkter med fremragende ydelse, der imødekommer markedets efterspørgsel.
