ייצור בדים לא ארוגים מפוליפרופילן מפוח
בד לא ארוג מפוח להמסה
סקירה כללית
שימושים או רמות שונות של מסכות וביגוד מגן משתמשים בחומרים ושיטות הכנה שונות, שכן ברמה הגבוהה ביותר של מסכות מגן רפואיות (כגון N95) וביגוד מגן, שלוש עד חמש שכבות של בד לא ארוג מרוכב, כלומר שילוב של SMS או SMMMS.
החלק החשוב ביותר בציוד מגן זה הוא שכבת המכשול, כלומר שכבת M לא ארוגה מפוחתת בהמסה, קוטר הסיבים של השכבה דק יחסית, 2 ~ 3 מיקרון, והיא ממלאת תפקיד חיוני במניעת חדירת חיידקים ודם. מטלית המיקרופייבר מציגה סינון טוב, חדירות אוויר וספיחה, ולכן היא נמצאת בשימוש נרחב בחומרי סינון, חומרים תרמיים, היגיינה רפואית ותחומים אחרים.
טכנולוגיית ייצור ותהליך של בד לא ארוג מפוליפרופילן מפוח
תהליך ייצור בד לא ארוג המנופח בהמסה הוא בדרך כלל הזנת פרוסות שרף פולימרי → שחול המסה → סינון זיהומים בהמסה → מדידה מדויקת של משאבת מדידה → ספינאט → רשת → סלילה בקצה → עיבוד מוצר.
עקרון תהליך ניפוח ההיתוך הוא חילוץ פולימר מותך מחור הספינרט של ראש המטבע ליצירת זרם דק של פולימר מותך. במקביל, זרימת אוויר במהירות גבוהה ובטמפרטורה גבוהה משני צידי חור הספינרט מרססת ומותחת את זרם ההיתוך, אשר לאחר מכן מעודן לסיבים בעלי דקיקות של 1 ~ 5 מיקרומטר בלבד. לאחר מכן, הסיבים הללו נמשכים לסיבים קצרים של כ-45 מ"מ על ידי הזרימה התרמית.
על מנת למנוע מהאוויר החם לפרק את הסיב הקצר, מוצב מכשיר שאיבה בוואקום (מתחת למסך הקרישה) כדי לאסוף באופן שווה את המיקרופייבר שנוצר על ידי מתיחת אוויר חם במהירות גבוהה. לבסוף, הוא מסתמך על חומר דבק עצמי לייצור בד לא ארוג מפוח.
פרמטרים עיקריים של התהליך:
תכונות של חומרי גלם פולימריים: כולל תכונות ריאולוגיות של חומרי גלם של שרף, תכולת אפר, פיזור מסה מולקולרית יחסית וכו'. ביניהם, תכונות ריאולוגיות של חומרי גלם הן המדד החשוב ביותר, המתבטא בדרך כלל במדד התכה (MFI). ככל ש-MFI גדול יותר, כך נוזליות ההיתוך של החומר טובה יותר, ולהיפך. ככל שמשקל המולקולרי של חומר השרף נמוך יותר, כך ה-MFI גבוה יותר וצמיגות ההיתוך נמוכה יותר, כך החומר מתאים יותר לתהליך התכה עם דחיפה חלשה. עבור פוליפרופילן, ה-MFI נדרש להיות בטווח של 400 ~ 1800 גרם / 10 דקות.
בתהליך ייצור של גז התכה, הפרמטרים המותאמים בהתאם לדרישת חומרי גלם ומוצרים כוללים בעיקר:
(1) כאשר כמות ההבלטה המותכת קבועה, כמות ההבלטה עולה, כמות הבד הלא ארוג המותך עולה, והחוזק עולה (יורד לאחר הגעה לערך השיא). הקשר שלו עם קוטר הסיבים עולה ליניארית, כמות ההבלטה גדולה מדי, קוטר הסיבים עולה, מספר השורשים יורד והחוזק יורד, חלק ההדבקה יורד, מה שגורם למשי, ולכן החוזק היחסי של הבד הלא ארוג יורד.
(2) הטמפרטורה של כל אזור בבורג אינה קשורה רק לחלקות תהליך הסיבוב, אלא גם משפיעה על המראה, התחושה והביצועים של המוצר. טמפרטורה גבוהה מדי, תופיע פולימר בלוק "SHOT", פגמים בבד יגדלו, סיבים שבורים יגדלו, ייראו "מעופפים". הגדרות טמפרטורה לא נכונות עלולות לגרום לחסימה של ראש הממטרה, לשחיקה של חור הספין ולנזק למכשיר.
(3) טמפרטורת אוויר חם במתיחה טמפרטורת אוויר חם במתיחה מתבטאת בדרך כלל במהירות (לחץ) האוויר החם, ויש לה השפעה ישירה על דקיקות הסיבים. במקרה של פרמטרים אחרים זהים, הגדלת מהירות האוויר החם תביא לדילול הסיבים, עלייה בצומת הסיבים, עלייה בכוח האחיד ובחוזק, והבד הלא ארוג הופך רך וחלק. עם זאת, המהירות גבוהה מדי, קל להיראות "מעופף", מה שמשפיע על מראה הבד הלא ארוג; עם ירידה במהירות, הנקבוביות עולה, התנגדות הסינון יורדת, אך יעילות הסינון יורדת. יש לציין שטמפרטורת האוויר החם צריכה להיות קרובה לטמפרטורת ההיתוך, אחרת תיווצר זרימת אוויר והקופסה תיפגע.
(4) טמפרטורת ההיתוך טמפרטורת ההיתוך, המכונה גם טמפרטורת ראש ההיתוך, קשורה קשר הדוק לנוזליות ההיתוך. עם עליית הטמפרטורה, נוזליות ההיתוך משתפרת, הצמיגות יורדת, הסיבים הופכים דקים יותר והאחידות משתפרת. עם זאת, ככל שהצמיגות נמוכה יותר, כך ייטב. צמיגות נמוכה מדי תגרום לשריטות מוגזמות, הסיבים נשברים בקלות, ולא ניתן יהיה לאסוף מיקרופייבר קצר במיוחד שעף באוויר.
(5) מרחק קליטה מרחק קליטה (DCD) מתייחס למרחק בין רשת הספין לוילון הרשת. לפרמטר זה יש השפעה משמעותית במיוחד על חוזק רשת הסיבים. עם העלייה ב-DCD, החוזק וקשיחות הכיפוף יורדים, קוטר הסיבים יורד ונקודת ההדבקה יורדת. לכן, הבד הלא ארוג רך ואוורירי, החדירות עולה ועמידות הסינון ויעילות הסינון יורדות. כאשר המרחק גדול מדי, זרימת האוויר החם מצטמצמת את משיכת הסיבים, ותתרחש הסתבכות בין הסיבים בתהליך המשיכה, וכתוצאה מכך נוצרים סיבים. כאשר מרחק הקליטה קטן מדי, לא ניתן לקרר את הסיבים לחלוטין, וכתוצאה מכך יורד החוט, חוזק הבד הלא ארוג יורד ושבירותו עולה.
