إنتاج الأقمشة غير المنسوجة المنفوخة بالبولي بروبيلين
قماش غير منسوج منفوخ بالذوبان
ملخص
تستخدم الاستخدامات أو المستويات المختلفة للأقنعة والملابس الواقية مواد وطرق تحضير مختلفة، حيث أن أعلى مستوى من الأقنعة الطبية الواقية (مثل N95) والملابس الواقية، يتكون من ثلاث إلى خمس طبقات من مركب القماش غير المنسوج، وهي مزيج SMS أو SMMMS.
أهم جزء في هذه المعدات الوقائية هو طبقة الحاجز، وهي طبقة M غير المنسوجة المنفوخة بالذوبان. قطر ألياف هذه الطبقة دقيق نسبيًا، يتراوح بين 2 و3 ميكرومتر، مما يلعب دورًا حيويًا في منع تسرب البكتيريا والدم. تتميز قطعة قماش الألياف الدقيقة بخصائص ترشيح ممتازة، ونفاذية هواء ممتازة، وقابلية امتصاص عالية، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في مواد الترشيح، والمواد الحرارية، والنظافة الطبية، وغيرها من المجالات.
تكنولوجيا وعملية إنتاج الأقمشة غير المنسوجة المنفوخة بالذوبان من البولي بروبيلين
عملية إنتاج الأقمشة غير المنسوجة المنفوخة بالذوبان هي بشكل عام تغذية شرائح راتنج البوليمر → بثق الذوبان → ترشيح شوائب الذوبان → قياس دقيق لمضخة القياس → سبينيت → شبكة → لف الحافة → معالجة المنتج.
يعتمد مبدأ عملية نفخ المصهور على بثق مصهور البوليمر من فتحة المغزل في رأس القالب لتشكيل تيار رقيق من المصهور. في الوقت نفسه، يعمل تدفق الهواء عالي السرعة ودرجة الحرارة على جانبي فتحة المغزل على رشّ وتمدد تيار المصهور، الذي يُنقّى بعد ذلك إلى خيوط بدقة تتراوح بين 1 و5 ميكرومتر فقط. ثم تُسحب هذه الخيوط إلى ألياف قصيرة يبلغ قطرها حوالي 45 مم بواسطة التدفق الحراري.
لمنع نفخ الهواء الساخن للألياف القصيرة، يُركّب جهاز شفط مفرغ (أسفل منخل التخثر) لجمع الألياف الدقيقة الناتجة عن تمدد الهواء الساخن عالي السرعة بالتساوي. وأخيرًا، يعتمد على اللاصق الذاتي لإنتاج قماش غير منسوج منفوخ بالذوبان.
معلمات العملية الرئيسية:
خصائص المواد الخام البوليمرية: تشمل الخصائص الريولوجية للمواد الخام الراتنجية، ومحتوى الرماد، والتوزيع النسبي للكتلة الجزيئية، وغيرها. من بينها، تُعدّ الخصائص الريولوجية للمواد الخام المؤشر الأهم، ويُعبر عنها عادةً بمؤشر الانصهار (MFI). كلما ارتفع مؤشر الانصهار، زادت سيولة ذوبان المادة، والعكس صحيح. كلما انخفض الوزن الجزيئي لمادة الراتنج، ارتفع مؤشر الانصهار وانخفضت لزوجة الانصهار، وكان ذلك أكثر ملاءمة لعملية نفخ الانصهار ذات السحب الضعيف. بالنسبة للبولي بروبيلين، يجب أن يتراوح مؤشر الانصهار بين 400 و1800 غ/10 دقائق.
في عملية إنتاج تفجير الذوبان، تتضمن المعلمات المعدلة وفقًا لطلب المواد الخام والمنتجات بشكل أساسي ما يلي:
(1) عندما تكون درجة الحرارة ثابتة، تزداد كمية البثق، وتزداد كمية النفخ المنصهر غير المنسوج، وتزداد القوة (تنخفض بعد الوصول إلى قيمة الذروة). علاقتها بقطر الألياف تزداد خطيًا، كلما زادت كمية البثق، زاد قطر الألياف، وانخفض عدد الجذور وانخفضت القوة، وانخفض جزء الترابط، مما تسبب في حرير، وبالتالي تنخفض القوة النسبية للقماش غير المنسوج.
(٢) لا تؤثر درجة حرارة كل منطقة من أجزاء البرغي على سلاسة عملية الغزل فحسب، بل تؤثر أيضًا على مظهر المنتج وملمسه وأدائه. ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط، سيؤدي إلى تكتل بوليمر "SHOT"، وزيادة عيوب القماش، وزيادة تكسر الألياف، وظهور "تطاير". قد يؤدي ضبط درجة الحرارة بشكل غير صحيح إلى انسداد رأس الرشاش، وتآكل فتحة المغزل، وتلف الجهاز.
(3) درجة حرارة الهواء الساخن الممتد: تُعبّر درجة حرارة الهواء الساخن الممتد عمومًا عن سرعة الهواء الساخن (الضغط)، ولها تأثير مباشر على نعومة الألياف. في حالة تساوي المعلمات الأخرى، تزداد سرعة الهواء الساخن، ويخفّض الألياف، وتزداد عقد الألياف، وتزداد القوة والصلابة، ويصبح ملمس القماش غير المنسوج ناعمًا وأملسًا. لكن السرعة كبيرة جدًا، مما يُسهل ظهور "الطيران"، مما يؤثر على مظهر القماش غير المنسوج؛ فمع انخفاض السرعة، تزداد المسامية، وتنخفض مقاومة الترشيح، لكن تتدهور كفاءة الترشيح. تجدر الإشارة إلى أن درجة حرارة الهواء الساخن يجب أن تكون قريبة من درجة حرارة الانصهار، وإلا سيتولد تدفق هواء ويتلف الصندوق.
(4) درجة حرارة الانصهار: ترتبط درجة حرارة الانصهار، والمعروفة أيضًا بدرجة حرارة رأس الانصهار، ارتباطًا وثيقًا بسيولة الانصهار. مع ارتفاع درجة الحرارة، تتحسن سيولة الانصهار، وتنخفض اللزوجة، وتصبح الألياف أدق، ويتحسن التجانس. ومع ذلك، كلما انخفضت اللزوجة، كان ذلك أفضل. اللزوجة المنخفضة جدًا ستؤدي إلى سحب مفرط، ويسهل كسر الألياف، ولا يمكن تجميع الألياف الدقيقة فائقة القصر المتطايرة في الهواء.
(5) مسافة الاستقبال تشير مسافة الاستقبال (DCD) إلى المسافة بين المغزل وستارة الشبكة. هذه المعلمة لها تأثير كبير بشكل خاص على قوة شبكة الألياف. مع زيادة DCD، تنخفض القوة وصلابة الانحناء، وينخفض قطر الألياف، وتنخفض نقطة الترابط. وبالتالي، يكون القماش غير المنسوج ناعمًا ورقيقًا، وتزداد النفاذية، وتقل مقاومة الترشيح وكفاءة الترشيح. عندما تكون المسافة كبيرة جدًا، يتم تقليل مسودة الألياف بواسطة تدفق الهواء الساخن، وسيحدث تشابك بين الألياف في عملية السحب، مما ينتج عنه خيوط. عندما تكون مسافة الاستقبال صغيرة جدًا، لا يمكن تبريد الألياف تمامًا، مما يؤدي إلى الأسلاك، وتقل قوة القماش غير المنسوج، ويزداد هشاشته.
