Wpływ parametrów ciśnienia wody w procesie spunLace na wytrzymałość kompozytowych tkanin PET/PuLp
Złożone tkaniny z kompozytem PET/PuLp Composite SPUNLACE są szeroko stosowane w medycznych, sanitarnych, fiLtracji i innych dziedzinach ze względu na ich unikalne właściwości. Jako kluczowa metoda przetwarzania technologia Spunlace odgrywa decydującą rolę w wydajności tkanin, w tym parametry ciśnienia wody są podstawowymi czynnikami wpływającymi na siłę tkanin. Dogłębne badanie wpływu parametrów ciśnienia wody na wytrzymałość kompozytowych tkanin PET/Pulp ma ogromne znaczenie dla optymalizacji procesu rozdzielczości i poprawy jakości i wydajności produktu.
1. Przegląd Kompozytowa tkanina PET/miazga nietkana
(I) Charakterystyka surowców
Włókno PET ma zalety o wysokiej wytrzymałości, wysokim module, odporności na korozję chemiczną i dobrą stabilność termiczną, zapewniając podstawowe wsparcie wytrzymałości dla tkanin. Włókno z miazgi daje tkaniny bez tkanin dobre wchłanianie wilgoci, miękkość i komfort oraz może poprawić efekt splątania między włóknami. Połączenie tych dwóch może sprawić, że tkaniny bez tkanek mają wiele doskonałych właściwości.
(Ii) zasada procesu spunlace
Proces spunlace wykorzystuje pod prognozą strumienia wodne, aby wpłynąć na sieć światłowodową, powodując wzajemne zaplątanie i wzmacnianie włókien. W produkcji kompozytowych tkanin z kompozytów PET/miazgi, strumień wodny wnika do sieci światłowodowej złożonej z włókien PET i miazgi. Pod bezpośrednim wpływem strumienia wodnego i odbicia przepływu wody włókna są wyparte, przeplatane, zaplątane i objęte, tworząc niezliczone elastyczne punkty zaplątania, nadając w ten sposób tkaninę nietknącą.
2. Wpływ mechanizmu parametrów ciśnienia wody na wytrzymałość tkanin niekonlek
(I) Związek między stopniem splątania włókien a siłą
Gdy ciśnienie wody jest niskie, energia odrzutowca jest ograniczona i może powodować jedynie poruszanie się i początkowo zaplatanie niektórych włókien. Włókna nie są szczelnie zaplątane, a liczba uformowanych punktów splątania jest niewielka, a wytrzymałość jest niska, więc ogólna wytrzymałość tkaniny nie tkanej jest również niska. Wraz ze wzrostem ciśnienia wody wzrasta energia strumienia wody, coraz więcej włókien napędza się w uwikłaniu, stopień uwikłania pogłębia się, zwiększa się liczba punktów splątania, a wytrzymałość jest zwiększona, a wytrzymałość tkaniny nie tkanej znacznie się poprawi. Jednak gdy ciśnienie wody jest zbyt wysokie, może powodować nadmierne uszkodzenie, a nawet pęknięcie włókien, co z kolei osłabia siłę wiązania między włóknami i zmniejsza wytrzymałość tkaniny bez tkanej.
(Ii) Wpływ uszkodzenia włókien na siłę
Nadmierne ciśnienie wody spowoduje nadmierną siłę uderzenia na włókno, powodując zużycie powierzchni włókna, uszkodzenie struktury wewnętrznej, a nawet pęknięcie. Chociaż włókno PET ma wysoką wytrzymałość, zostanie również uszkodzone przy nadmiernym ciśnieniu wody. Jego łańcuch molekularny może złamać lub zmienić orientację, wpływając na własną wytrzymałość i pojemność obciążenia. Włókno miazgi jest stosunkowo kruche i łatwiejsze do uszkodzenia pod wysokim ciśnieniem wody. Po uszkodzeniu światłowodu jego efektywny obszar obciążenia w tkaninie nietkanej jest zmniejszony, a mechanizm transmisji siły między włóknami jest zniszczony, zmniejszając w ten sposób ogólną wytrzymałość tkaniny bez tkanej.
3. Strategia optymalizacji parametrów ciśnienia wody
(I) Dostosuj ciśnienie wody zgodnie z ilością tkanin i prędkości produkcji tkaniny
Różne ilościowe kompozytowe tkaniny PET/Pulp wymagają różnych ciśnień wody. Tkaniny bez tkanej o większych masach ilościowych mają grubsze warstwy włókien i wymagają wyższego ciśnienia wody, aby odrzutowca mogła wniknąć do sieci światłowodowej i osiągnąć skuteczne zaplątanie; Tkaniny bez tkanej o mniejszych masach ilościowych mogą odpowiednio zmniejszyć ciśnienie wody. Prędkość produkcji jest również ściśle związana z ciśnieniem wody. Im szybsza prędkość produkcyjna, tym krótsza sieć światłowodowa pozostaje w obszarze spunlace, a wyższe ciśnienie wody jest wymagane do ukończenia splątania światłowodowego w krótkim czasie, aby zapewnić siłę tkanin. Na przykład dla syntetycznej skórzanej tkaniny podstawowej 45 g/m², gdy prędkość produkcyjna wynosi 8 m/min, ciśnienie wody można ustawić na rozkład z niskiego do wysokiego, a następnie w dół, na przykład 9MPa dla pierwszej przełęczy (przedniej strony), 9,5 MPa dla drugiego przejścia (tylna strona), 12 MPa dla trzeciego przejścia (przedni), 11,5 mPa dla czwartej przełęczy (tylna strona strona). Może to zmniejszyć zużycie energii i koszty produkcji przy jednoczesnym zapewnieniu jakości produktu.
(Ii) Zastosuj wieloetapowe wytryskowanie wody i rozsądny rozkład ciśnienia wody
Zastosowanie wieloetapowej spunlace może stopniowo wplątać włókien, unikając nadmiernego uszkodzenia włókien spowodowanych nadmiernym ciśnieniem wody w jednej spunlace. W wieloetapowym procesie spunlace rozsądny rozkład ciśnienia wody ma kluczowe znaczenie. Zasadniczo kilka pierwszych spunlaces wykorzystuje niższe ciśnienie wody, aby początkowo zagęścić sieć światłowodową i uruchomić splątanie światłowodowe; Kilka środkowych przejść stopniowo zwiększa ciśnienie wody, aby wzmocnić splątanie włókien; Ostatnie kilka przepustów odpowiednio zmniejszają ciśnienie wody, aby nietopiątymi i delikatniejszą powierzchnię, jednocześnie zmniejszając uszkodzenie błonnika. Na przykład w pewnym procesie produkcyjnym pierwszym i drugim etapem są obrotowe spunlace bębna o niskim ciśnieniu wody odpowiednio 60 barów i 80 barów, które są używane do początkowego wzmocnienia sieci światłowodowej; Trzeci etap to płaska netto, a ciśnienie wody wzrasta do 120 barów w celu dalszego wzmocnienia splątania włókien. W ten sposób siła tkaniny można skutecznie poprawić.
Parametry ciśnienia wody mają złożony i ważny wpływ na wytrzymałość kompozytowych tkanin kompozytowych PET/Pulp. Odpowiednie ciśnienie wody może promować skuteczne splątanie włókien i poprawić siłę tkanin; Zbyt wysokie lub zbyt niskie ciśnienie wody będzie miało negatywny wpływ na siłę. W rzeczywistej produkcji konieczne jest kompleksowe rozważenie czynników takich jak ilość tkaniny i prędkość produkcji. Poprzez rozsądne dostosowanie parametrów ciśnienia wody, przyjmowanie wieloetapowej spunlace i optymalizacji strategii dystrybucji ciśnienia wody, wytrzymałość tkanin trudnionych może być precyzyjnie kontrolowana, wytwarzając w ten sposób wysokiej jakości kompozytowe tkaniny z kompozytem PET/Pulp, które spełniają różne wymagania dotyczące zastosowania.
Jak zoptymalizować przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji kompozytowej spunlace PET/Pulp
Kompozytowe spunlace z kompozytem PET/miazgi są szeroko stosowane w wielu dziedzinach, takich jak filtracja powietrza, filtracja płynna, opieka medyczna i zdrowotna itp. W tych scenariuszach aplikacji jego przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji są kluczowymi wskaźnikami wydajności. Dobra przepuszczalność powietrza zapewnia komfort i gładkość podczas użytkowania, podczas gdy wysoka wydajność filtracji zapewnia skuteczne przechwytywanie określonych substancji. Często jednak istnieje pewna sprzeczność między tymi dwoma występami. Podczas optymalizacji konieczne jest kompleksowe rozważenie wielu czynników i poszukiwanie równowagi między nimi.
1. Czynniki wpływające na przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji
(I) Charakterystyka włókien
Grubość, długość i kształt włókien PET mają znaczący wpływ na przepuszczalność powietrza i wydajność filtracyjną tkanin. Drobniejsze włókna PET mogą tworzyć gęstszą sieć światłowodów, która może poprawić wydajność filtracji, ale w pewnym stopniu zmniejszy przepuszczalność powietrza; Przeciwnie, grubsze włókna mogą poprawić przepuszczalność powietrza, ale wydajność filtracji może zmniejszyć się. Pod względem długości włókien dłuższe włókna sprzyjają tworzeniu bardziej stabilnej struktury włókien, która ma mniejszy wpływ na przepuszczalność powietrza, a jednocześnie pomaga w pewnym stopniu poprawić wydajność filtracji. Nieregularność kształtu włókna wpłynie również na rozkład luk między włókienami, wpływając w ten sposób na przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji. Dodanie włókien miazgi zwiększa różnorodność rodzajów włókien, a jej miękkość i higroskopiczność zmieni mikrostrukturę sieci włókien, wpłynie na ścieżkę przejścia powietrza i płynu oraz ma złożony wpływ na przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji.
(Ii) Umieszczenie i uwikłanie błonnikowe
Podczas procesu hydrocentangingu rozmieszczenie i stopień uwikłania włókien mają znaczący wpływ na wydajność trudnionych tkanin. Rozkład porów utworzony przez nieuporządkowane włókna jest stosunkowo losowa, a przepuszczalność powietrza jest stosunkowo dobra, ale wydajność filtracji może być ograniczona do pewnego stopnia, ponieważ duże cząstki mogą łatwiej przechodzić przez nieregularne pory. Włókna z bardziej uporządkowanymi ustaleniami, zwłaszcza tych ściśle ułożonych w określonych kierunkach, mogą poprawić wydajność filtracji, zwłaszcza zdolność przechwytywania substancji w określonym zakresie wielkości cząstek, ale zmniejszy przepuszczalność powietrza. Kluczowy jest również stopień uwikłania włókien. Ciasno splątana sieć światłowodowa zmniejszy rozmiar i liczbę porów oraz zmniejszy przepuszczalność powietrza, ale może poprawić wydajność filtracji; Niewystarczające splątanie może prowadzić do zmniejszenia wydajności filtracji, podczas gdy poprawa przepuszczalności powietrza jest ograniczona, a nawet może wpływać na ogólną wydajność ze względu na niestabilność strukturalną.
(Iii) Parametry strukturalne bez tkanin
Ilościowe (masa na jednostkę powierzchni), grubość i porowatość tkanin nie tkanej to parametry strukturalne, które bezpośrednio wpływają na przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji. Wzrost ilościowy zwykle powoduje, że tkanina grubsza, zwiększa liczbę warstw włókien, zmniejsza liczbę porów i zmniejsza wielkość porów, co jest korzystne dla poprawy wydajności filtracji, ale poważnie zmniejsza przepuszczalność powietrza. Przeciwnie, zmniejszenie ilościowego może zwiększyć przepuszczalność powietrza, ale wydajność filtracji może być trudna do spełnienia wymagań. Grubość jest ściśle związana z ilościowymi. Grubsze tkanki, które nie są tkane mają zwiększoną odporność na powietrze i płyny oraz zmniejszoną przepuszczalność powietrza, ale mogą mieć lepszy wpływ filtrowania na cząstki cząstkowe. Porowatość jest ważnym parametrem, który odzwierciedla odsetek przestrzeni porów wewnątrz tkanin bez tkanej. Wysoka porowatość oznacza dobrą przepuszczalność powietrza, ale wydajność filtracji może zostać zmniejszona; Niska porowatość oznacza wysoką wydajność filtracji i słabą przepuszczalność powietrza.
2. Metody optymalizacji przepuszczalności powietrza i wydajności filtracji
(I) selekcja światłowodowa i optymalizacja stosunku
Zgodnie z konkretnymi wymaganiami aplikacji specyfikacje i parametry wydajności włókna PET i włókna Pulp są dokładnie wybrane. Na przykład w dziedzinie oczyszczania powietrza, który ma wyjątkowo wysokie wymagania dotyczące wydajności filtracji i stosunkowo niskich wymagań dotyczących przepuszczalności powietrza, można wybrać drobniejsze włókno PET, a jego odsetek w stosunku włókien można odpowiednio zwiększyć, a można dodać odpowiednią ilość włókien miazgi w celu poprawy wyczucia i elastyczności. W przypadku niektórych aplikacji, które mają wysokie wymagania dotyczące przepuszczalności powietrza i nie są szczególnie surowe w dokładności filtracji, takie jak zwykłe filtry wentylacyjne, grubsze włókna PET można wybrać w celu zwiększenia luk między włókienami, a zawartość błonnika Pulpy można rozsądnie kontrolować, aby zapewnić pewną zdolność filtracyjną. Dzięki eksperymentom i obliczeniom symulacyjnym optymalny stosunek włókien PET do włókien miazgi w różnych scenariuszach zastosowania jest ustalany w celu maksymalizacji przepuszczalności powietrza podczas spełniania wydajności filtracji.
(Ii) Dostosowanie parametrów procesu spunlace
l Ciśnienie wody i liczba głowic spunlace : Ciśnienie wody jest kluczowym parametrem procesu spunlace i ma istotny wpływ na splątanie włókien i strukturę tkanin. Odpowiednio zmniejszenie ciśnienia wody może zmniejszyć nadmierne splątanie włókien, utrzymywać coraz większe pory, a tym samym poprawić przepuszczalność powietrza. Jednak zbyt niskie ciśnienie wody doprowadzi do niewystarczającego splątania włókien, wpływając na wydajność wytrzymałości i filtracji tkaniny nietkanej. Dlatego konieczne jest znalezienie odpowiedniego zakresu niskiego ciśnienia wody na podstawie zapewnienia wydajności i siły filtracji. Zwiększenie liczby głowic spunlace może sprawić, że splątanie włókien są bardziej jednolite, w pewnym stopniu zoptymalizować strukturę porów i pomóc poprawić wydajność filtracji. Jednocześnie, poprzez rozsądne kontrolowanie rozkładu ciśnienia wody każdej głowicy spunlace, można również wziąć pod uwagę przepuszczalność powietrza. Na przykład, stosując wieloetapowe spunlace, kilka pierwszych stadiów głowic spunlace wykorzystuje niższe ciśnienie wody, aby początkowo uchylać włókna i zachować określoną ilość porów, a ostatnie stadia głowic powiększonych odpowiednio zwiększają ciśnienie wody w celu dalszego wzmocnienia zaplątania włókien i poprawy filtracji.
l Metoda Spunlace : Różne metody spunlace mają różne skutki na układu włókien i strukturze tkaniny. Połączenie spunlace bębna i płaskiej siatki ma unikalne zalety. Podczas etapu wirlace bębna sieć światłowodowa jest adsorbowana na bębnie i porusza się na zakrzywionej powierzchni. Strona odbierająca spunlace jest rozluźniona, a odwrotna strona jest sprężona, co sprzyja penetracji strumienia wody i splątaniu włókien. Może zachować dobrą przepuszczalność powietrza, zapewniając jednocześnie pewną wydajność filtracji; Spunlace z płaską siatką może dalej układać i wzmacniać włókna oraz dostosować strukturę porów. Poprzez rozsądne zorganizowanie zamówienia i parametrów spunlace bębna i płaskiej siatki, przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji można zoptymalizować.
(Iii) Proces po przetwarzaniu
l Obróbka cieplna : Odpowiednie obróbka cieplna kompozytowej tkaniny PET/miazgi po spunlace może powodować pewien stopień kurczenia się termicznego i krystalizacji włókien PET, zmieniając tryb wiązania i strukturę porów między włóknami. W odpowiednich warunkach temperaturowych i czasowych obróbka cieplna może uczynić sieć światłowodową bardziej kompaktową i uporządkowaną, poprawić wydajność filtracji, a jednocześnie, poprzez kontrolowanie stopnia kurczenia się termicznego, uniknąć nadmiernego skurczu, które prowadzi do znacznego spadku przepuszczalności powietrza. Na przykład obróbka cieplna tkanin bez tkanin w 180-200 ℃ przez 5-10 minut może w pewnym stopniu zoptymalizować przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji.
l Obróbka chemiczna : Metody obróbki chemicznej, takie jak modyfikacja powierzchni tkanin lub dodanie dodatków funkcjonalnych, mogą poprawić ich właściwości powierzchniowe i charakterystykę porów. Wprowadzając określone grupy funkcjonalne na powierzchni tkanin bez tkanin poprzez przeszczep chemiczny lub obróbkę powlekania, możliwości adsorpcji i filtracji niektórych substancji można poprawić bez znaczącego wpływu na przepuszczalność powietrza. Dodanie odpowiedniej ilości smaru lub zmiękczacza może poprawić właściwości ślizgowe między włóknami, dostosować wielkość i rozkład porów oraz mieć pozytywny wpływ na przepuszczalność powietrza i wydajność filtracji. Jednak podczas procesu leczenia chemicznego konieczne jest zwrócenie uwagi na wybór odpowiednich odczynników chemicznych i procesów uzdatniania, aby uniknąć zanieczyszczenia środowiska i negatywnego wpływu na wydajność tkanin.
Optymalizacja przepuszczalności powietrza i wydajności filtracji kompozytowej spunlace z kompozytem PET/miazgi, jest złożonym i systematycznym projektem, który wymaga kompleksowego rozważenia wielu czynników, takich jak charakterystyka światłowodowa, układ światłowodowy i splątanie oraz parametry strukturalne bez tle tkaniny. Poprzez racjonalne wybór surowców i współczynników światłowodowych, precyzyjnie dostosowując parametry procesu spunlace i prawidłowo przy użyciu procesów po leczeniu, w pewnym stopniu można osiągnąć równowagę między przepuszczalnością powietrza a wydajnością filtracji. W rzeczywistej produkcji te metody optymalizacji należy elastycznie stosować zgodnie z różnymi wymaganiami dotyczącymi zastosowania, w połączeniu z wynikami eksperymentalnymi i doświadczeniem produkcyjnym, aby produkować produkty spun furlace z kompozytem PET/Pulp o doskonałej wydajności, które spełniają popyt na rynku.
