Technologia fizycznej hydrofilowej obróbki jest przyjazną dla środowiska i efektywną metodą modyfikacji powierzchni. Wykorzystuje środki fizyczne do obróbki powierzchni materiału w skali mikro-nano, zmieniając w ten sposób jego właściwości powierzchniowe. W procesie produkcyjnym hydrofilowe, super miękkie włókniny PP typu spunbond Technologia fizycznej obróbki hydrofilowej obejmuje głównie trzy metody: obróbkę plazmową, obróbkę ultrafioletową i obróbkę laserową.
Plazma to zjonizowany gaz składający się z elektronów, jonów, neutralnych atomów i cząsteczek, o dużej gęstości energii i wysokiej reaktywności. Podczas procesu obróbki plazmowej włókninę umieszcza się w środowisku plazmowym, a cząstki o dużej energii (takie jak elektrony i jony) zderzają się z cząsteczkami włókien na powierzchni włókniny, powodując zerwanie i rekombinację wiązań chemicznych . W procesie tym na powierzchni włókna mogą tworzyć się wolne rodniki. Te wolne rodniki mogą reagować z tlenem, cząsteczkami wody itp. w powietrzu, tworząc grupy hydrofilowe, takie jak hydroksylowe i karboksylowe, zwiększając w ten sposób hydrofilowość włókniny.
Zaletami obróbki plazmowej jest duża szybkość przetwarzania, wysoka wydajność i modyfikacja powierzchni bez wprowadzania dodatkowych środków chemicznych. Jednakże obróbka plazmowa może mieć również pewien wpływ na właściwości fizyczne włóknin, takie jak zmniejszona wytrzymałość i zwiększona chropowatość powierzchni, dlatego należy optymalizować parametry zgodnie z wymaganiami konkretnego zastosowania.
Obróbka ultrafioletem to metoda modyfikacji powierzchni materiałów wykorzystująca fotochemiczne działanie promieni ultrafioletowych. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego cząsteczki włókien na powierzchni włókniny absorbują energię świetlną, rozrywają i reorganizują wiązania chemiczne oraz tworzą nowe wiązania chemiczne lub grupy funkcyjne. Te nowe grupy funkcyjne są często hydrofilowe, poprawiając w ten sposób właściwości hydrofilowe włóknin.
Leczenie ultrafioletem ma zalety prostej obsługi, niskich kosztów, ochrony środowiska i braku zanieczyszczeń. Jednakże na efekt obróbki ultrafioletem często wpływają takie czynniki, jak rodzaj źródła światła, intensywność napromieniowania i czas naświetlania, a głębokość obróbki jest ograniczona, działając głównie na powierzchnię materiału w zakresie od kilku nanometrów do kilkudziesięciu nanometrów. Dlatego w przypadku włóknin o większej grubości może zaistnieć konieczność wydłużenia czasu obróbki lub zwiększenia ilości zabiegów, aby uzyskać idealny efekt hydrofilowy.
Obróbka laserowa polega na wykorzystaniu dużej gęstości energii i precyzji wiązki lasera do obróbki i modyfikacji powierzchni materiału w skali mikro-nano. Podczas procesu obróbki laserowej wiązka lasera skupia się na powierzchni włókniny, generując środowisko plazmowe o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, co powoduje zerwanie i reorganizację wiązań chemicznych na powierzchni włókna. Jednocześnie wiązka lasera może również tworzyć na powierzchni materiału struktury mikro-nano, takie jak rowki i dziury. Struktury te zwiększają powierzchnię właściwą materiału, co sprzyja adsorpcji i dyfuzji cząsteczek wody, poprawiając tym samym hydrofilowość włókniny.
Zaletami obróbki laserowej są wysoka dokładność przetwarzania, duża sterowalność i modyfikacja powierzchni bez szkody dla ogólnej wydajności materiału. Jednak koszt sprzętu do obróbki laserowej jest wysoki, a wydajność przetwarzania stosunkowo niska, co ogranicza jego zastosowanie w produkcji przemysłowej na dużą skalę.
Technologia fizycznej obróbki hydrofilowej ma znaczące zalety w produkcji hydrofilowych, ultramiękkich włóknin PP typu spunbond. Po pierwsze, technologia ta nie wymaga wprowadzania dodatkowych środków chemicznych, co pozwala uniknąć zanieczyszczenia środowiska i zagrożeń bezpieczeństwa, które mogą być spowodowane obróbką chemiczną. Po drugie, fizyczna obróbka hydrofilowa może osiągnąć precyzyjną modyfikację powierzchni materiału bez zmiany ogólnej wydajności materiału, spełniając wymagania dotyczące wydajności materiału w różnych obszarach zastosowań. Ponadto fizyczna obróbka hydrofilowa ma również zalety w postaci dużej szybkości przetwarzania, wysokiej wydajności i prostej obsługi, co sprzyja obniżeniu kosztów produkcji i poprawie wydajności produkcji.
Technologia fizycznego oczyszczania hydrofilowego również stoi przed pewnymi wyzwaniami. Po pierwsze, zakres zastosowania i skutki różnych metod obróbki fizycznej są różne i należy wybrać odpowiednią metodę obróbki zgodnie z wymaganiami konkretnego zastosowania. Po drugie, głębokość modyfikacji powierzchni materiału poprzez fizyczną obróbkę hydrofilową jest ograniczona i działa ona głównie na powierzchnię w zakresie od kilku nanometrów do kilkudziesięciu nanometrów. W przypadku grubszych materiałów może być konieczne wielokrotne traktowanie, aby uzyskać idealny efekt hydrofilowy. Ponadto koszt sprzętu do fizycznego oczyszczania hydrofilowego jest wysoki, a podczas procesu oczyszczania może powstać pewna ilość energii i odpadów, co wymaga dalszej optymalizacji i ulepszeń.
