Efeito dos parâmetros de pressão da água no processo Spunlace na força de tecidos não tecidos compostos para PET/polpa
Os tecidos não tecidos compostos de PET/polpa são amplamente utilizados em médicos, saneamento, filtração e outros campos devido a suas propriedades únicas. Como método de processamento -chave, a tecnologia Spunlace desempenha um papel decisivo no desempenho dos tecidos não tecidos, entre os quais os parâmetros de pressão da água são os principais fatores que afetam a força dos tecidos não tecidos. A exploração aprofundada da influência dos parâmetros de pressão da água na força dos tecidos não tecidos compostos para PET/celulose é de grande importância para otimizar o processo Spunlace e melhorar a qualidade e o desempenho do produto.
1. Visão geral de PET/Pulp Composite Spunlace não tecido não tecido
(I) Características das matérias -primas
A fibra de PET tem as vantagens de alta resistência, alto módulo, resistência a corrosão química e boa estabilidade térmica, fornecendo suporte básico à força para tecidos não tecidos. A fibra de celulose fornece a tecidos não tecidos boa absorção de umidade, suavidade e conforto e podem melhorar o efeito de emaranhamento entre as fibras. A combinação dos dois pode fazer tecidos não tecidos com várias propriedades excelentes.
(Ii) Princípio do processo Spunlace
O processo Spunlace usa jatos de água de alta pressão para impactar a teia de fibra, fazendo com que as fibras envolvam e se reforcem. Na produção de tecidos não tecidos compostos para PET/celulose, o jato de água penetra na rede de fibras composta por fibras de estimação e polpa. Sob o impacto direto do jato de água e o fluxo de água de recuperação, as fibras são deslocadas, entrelaçadas, enredadas e abraçadas, formando inúmeros pontos de emaranhamento flexíveis, dando assim à tecido não tecido.
2. O mecanismo de influência dos parâmetros de pressão da água na força de tecidos não tecidos
(I) Relação entre o grau de emissão de fibras e a força
Quando a pressão da água é baixa, a energia do jato de água é limitada e só pode fazer com que algumas fibras se movam e inicialmente envolvam. As fibras não estão firmemente enredadas e o número de pontos de emaranhamento formado é pequeno e a força é baixa; portanto, a força geral do tecido não tecido também é baixa. À medida que a pressão da água aumenta, a energia do jato de água aumenta, mais fibras são levadas a participar do emaranhamento, o grau de emaranhamento se aprofunda, o número de pontos de emaranhamento aumenta e a força é aprimorada e a força do tecido não tecida é significativamente melhorada. No entanto, quando a pressão da água é muito alta, pode causar danos excessivos ou até quebra das fibras, o que, por sua vez, enfraquece a força de ligação entre as fibras e reduz a força do tecido não tecido.
(Ii) Efeito do dano de fibra na força
A pressão excessiva da água causará força excessiva de impacto na fibra, resultando em desgaste na superfície da fibra, danos à estrutura interna ou até quebra. Embora a fibra de estimação tenha alta resistência, ela também será danificada sob pressão excessiva da água. Sua cadeia molecular pode quebrar ou alterar a orientação, afetando a própria capacidade de resistência e carga da fibra. A fibra polpa é relativamente frágil e mais facilmente danificada sob alta pressão da água. Depois que a fibra é danificada, sua área efetiva de carga no tecido não tecida é reduzida e o mecanismo de transmissão de força entre as fibras é destruído, reduzindo assim a força geral do tecido não tecido.
3. Estratégia de otimização dos parâmetros de pressão da água
(I) Ajustar a pressão da água de acordo com a quantidade de tecido não tecida e a velocidade de produção
Diferentes tecidos quantitativos compostos de PET/celulose não requerem pressões diferentes de água. Os tecidos não tecidos com pesos quantitativos maiores têm camadas de fibra mais espessas e requerem maior pressão da água para permitir que o jato de água penetre na teia de fibra e obtenha um emaranhamento eficaz; Os tecidos não tecidos com pesos quantitativos menores podem reduzir adequadamente a pressão da água. A velocidade de produção também está intimamente relacionada à pressão da água. Quanto mais rápida a velocidade de produção, mais curta a teia de fibra permanece na área de cubos, e é necessária maior pressão da água para concluir o emaranhamento da fibra em pouco tempo para garantir a força do tecido não tecido. Por exemplo, para um tecido de base de couro sintético de 45g/m², quando a velocidade de produção é de 8m/min, a pressão da água pode ser definida como uma distribuição de baixa para alta e depois para baixo, como 9mpa para o primeiro passe (lado frontal), 11.5mpa para o segundo passe (lateral), o dia seguinte, o Froto do Passo do Terceiro (lado frontal), 11.5mp. lado). Isso pode reduzir os custos de consumo de energia e produção, garantindo a qualidade do produto.
(Ii) Use o lançamento de água em vários estágios e a distribuição razoável da pressão da água
O uso de spunlace de vários estágios pode gradualmente enredar as fibras, evitando danos excessivos às fibras causadas pela pressão excessiva da água em um spunlace. No processo de cubos de vários estágios, a distribuição razoável da pressão da água é crucial. Geralmente, os primeiros spunlaces usam uma pressão mais baixa da água para compactar inicialmente a teia de fibra e iniciar o emaranhamento da fibra; Os passos do meio aumentam gradualmente a pressão da água para fortalecer o emaranhamento da fibra; Os últimos passes reduzem adequadamente a pressão da água para tornar a superfície não tecida mais suave e mais delicada, reduzindo os danos à fibra. Por exemplo, em um determinado processo de produção, o primeiro e o segundo estágios são o gabinete rotativo com baixas pressões de água de 60 bar e 80 bares, respectivamente, que são usadas para reforçar inicialmente a teia de fibras; O terceiro estágio é a líquida plana e a pressão da água é aumentada para 120 bar para fortalecer ainda mais o emaranhamento da fibra. Dessa forma, a força do tecido não tecido pode ser efetivamente melhorada.
Os parâmetros de pressão da água têm uma influência complexa e importante na força dos tecidos não tecidos compostos para PET/polpa. A pressão da água apropriada pode promover o emaranhamento eficaz da fibra e melhorar a força dos tecidos não tecidos; A pressão da água muito alta ou muito baixa terá um efeito adverso na força. Na produção real, é necessário considerar de maneira abrangente fatores como quantidade de tecido não tecido e velocidade de produção. Ao ajustar razoavelmente os parâmetros de pressão da água, adotando o Spunlace de vários estágios e otimizando estratégias de distribuição de pressão da água, a força dos tecidos não tecidos pode ser controlada com precisão, produzindo assim tecidos não tecidos com compósitos de PET/polpa de alta qualidade que atendem a diferentes requisitos de aplicação.
Como otimizar a permeabilidade do ar e a eficiência da filtração do compósito de PET/Pulp Spunlace Nonwovens
O composto PET/polpa que os não -wovens não são amplamente utilizados em muitos campos, como filtração de ar, filtração líquida, assistência médica e de saúde etc. Nesses cenários de aplicação, sua permeabilidade ao ar e eficiência de filtração são indicadores -chave de desempenho. A boa permeabilidade ao ar garante conforto e suavidade durante o uso, enquanto a alta eficiência da filtração garante uma interceptação eficaz de substâncias específicas. No entanto, muitas vezes há uma certa contradição entre essas duas performances. Ao otimizar, é necessário considerar de maneira abrangente vários fatores e buscar um equilíbrio entre os dois.
1. Fatores que afetam a permeabilidade ao ar e a eficiência da filtração
(I) Características da fibra
A espessura, o comprimento e a forma das fibras de estimação têm um efeito significativo na permeabilidade do ar e na eficiência da filtração dos tecidos não tecidos. As fibras de estimação mais finas podem formar uma rede de fibra mais densa, o que pode melhorar a eficiência da filtração, mas reduzirá a permeabilidade ao ar em certa medida; Fibras mais espessas, pelo contrário, podem melhorar a permeabilidade ao ar, mas a eficiência da filtração pode diminuir. Em termos de comprimento de fibra, as fibras mais longas são propícias à formação de uma estrutura de fibra mais estável, que tem menos efeito na permeabilidade do ar e, ao mesmo tempo, ajuda a melhorar a eficiência da filtração até certo ponto. A irregularidade da forma da fibra também afetará a distribuição de lacunas entre as fibras, afetando assim a permeabilidade do ar e a eficiência da filtração. A adição de fibras de polpa aumenta a diversidade de tipos de fibras, e sua suavidade e higroscopicidade alterarão a microestrutura da rede de fibras, afetarão o caminho de passagem do ar e do fluido e terão um efeito complexo na permeabilidade do ar e na eficiência da filtração.
(Ii) arranjo de fibras e emaranhamento
Durante o processo de hidroentangulação, o arranjo e o grau de emaranhamento das fibras têm um impacto significativo no desempenho dos tecidos não tecidos. A distribuição dos poros formada por fibras desordenadas é relativamente aleatória e a permeabilidade do ar é relativamente boa, mas a eficiência da filtração pode ser limitada até certo ponto, porque as grandes partículas podem passar pelos poros irregulares com mais facilidade. As fibras com acordos mais ordenados, especialmente aquelas bem dispostas em certas direções, podem melhorar a eficiência da filtração, especialmente a capacidade de interceptação das substâncias em uma faixa específica de tamanho de partícula, mas reduzirá a permeabilidade ao ar. O grau de emaranhamento de fibras também é crucial. Uma rede de fibra bem emaranhada reduzirá o tamanho e o número de poros e reduzirá a permeabilidade ao ar, mas poderá melhorar a eficiência da filtração; O emaranhamento insuficiente pode levar a uma diminuição na eficiência da filtração, enquanto a melhoria na permeabilidade do ar é limitada e pode até afetar o desempenho geral devido à instabilidade estrutural.
(Iii) parâmetros estruturais de tecido não tecidos
A quantitativa (massa por unidade de área), espessura e porosidade dos tecidos não tecidos são parâmetros estruturais que afetam diretamente a permeabilidade do ar e a eficiência da filtração. Um aumento na quantitativa geralmente torna o tecido não tecido mais espesso, aumenta o número de camadas de fibra, reduz o número de poros e reduz o tamanho do poro, o que é benéfico para melhorar a eficiência da filtração, mas reduz seriamente a permeabilidade ao ar. Pelo contrário, a redução do quantitativo pode aumentar a permeabilidade ao ar, mas a eficiência da filtração pode ser difícil atender aos requisitos. A espessura está intimamente relacionada ao quantitativo. Os tecidos não tecidos mais espessos têm maior resistência ao ar e fluidos e à permeabilidade do ar reduzida, mas podem ter melhores efeitos de filtragem em matéria de partículas. A porosidade é um parâmetro importante que reflete a proporção do espaço dos poros dentro de tecidos não tecidos. Alta porosidade significa boa permeabilidade ao ar, mas a eficiência da filtração pode ser reduzida; Baixa porosidade significa alta eficiência de filtração e baixa permeabilidade ao ar.
2. Métodos para otimizar a permeabilidade do ar e a eficiência da filtração
(I) Seleção de fibras e otimização de proporção
De acordo com os requisitos de aplicação específicos, as especificações e os parâmetros de desempenho da fibra de PET e da fibra de celulose são selecionados com precisão. Por exemplo, no campo da purificação do ar, que possui requisitos extremamente altos para a eficiência da filtração e requisitos relativamente baixos para a permeabilidade do ar, a fibra de PET mais fina pode ser selecionada e sua proporção na proporção de fibra pode ser aumentada adequadamente, e uma quantidade apropriada de fibra polpa pode ser adicionada para melhorar a sensação e a flexibilidade. Para algumas aplicações que possuem altos requisitos para a permeabilidade ao ar e não são particularmente rigorosos na precisão da filtração, como filtros de ventilação comuns, as fibras de estimação mais grossas podem ser selecionadas para aumentar as lacunas entre as fibras e o teor de fibra de polpa pode ser razoavelmente controlado para garantir uma certa capacidade de filtração. Por meio de experimentos e cálculos de simulação, a proporção ideal de fibra de PET em fibra de polpa em diferentes cenários de aplicação está determinada a maximizar a permeabilidade ao ar durante a eficiência da filtração.
(Ii) Ajuste dos parâmetros do processo Spunlace
l Pressão da água e número de cabeças de cubos : A pressão da água é um parâmetro fundamental do processo de Spunlace e tem uma influência importante no emaranhamento de fibras e na estrutura de tecido não tecida. Reduzir adequadamente a pressão da água pode reduzir o emaranhamento excessivo de fibras, manter cada vez maiores e, assim, melhorar a permeabilidade do ar. No entanto, a pressão da água muito baixa levará a um emaranhamento insuficiente de fibra, afetando a eficiência de força e filtração do tecido não tecido. Portanto, é necessário encontrar uma faixa de pressão baixa adequada da água com base para garantir a eficiência e a força da filtração. Aumentar o número de cabeças Spunlace pode tornar o emaranhamento da fibra mais uniforme, otimizar a estrutura dos poros até certo ponto e ajudar a melhorar a eficiência da filtração. Ao mesmo tempo, ao controlar razoavelmente a distribuição da pressão da água de cada cabeça de cambalhota, a permeabilidade ao ar também pode ser levada em consideração. Por exemplo, usando o Spunlace de vários estágios, os primeiros estágios das cabeças do Spunlace usam menor pressão da água para enrolar inicialmente as fibras e reter uma certa quantidade de poros, e os últimos estágios das cabeças de lâmpada aumentam adequadamente a pressão da água para fortalecer ainda mais a enredamento da fibra e melhorar a eficiência de filtração, sem seriamente afetar o ar da permeabilidade do ar.
l Método Spunlace : Diferentes métodos de spunlace têm efeitos diferentes no arranjo da fibra e na estrutura de tecido não tecido. A combinação de tambor e malha plana tem vantagens únicas. Durante o estágio do tambor, a teia de fibra é adsorvida no tambor e se move em uma superfície curva. O lado que recebe o spunlace está relaxado e o verso é comprimido, o que é propício à penetração de jato de água e emaranhamento de fibras. Pode manter uma boa permeabilidade ao ar, garantindo uma certa eficiência de filtração; A malha plana Spunlace pode organizar e reforçar ainda mais as fibras e ajustar a estrutura dos poros. Ao organizar razoavelmente a ordem e os parâmetros do spunlace de bateria e malha plana, a permeabilidade do ar e a eficiência da filtração pode ser otimizada.
(Iii) processo de pós-processamento
l Tratamento térmico : O tratamento térmico apropriado do tecido não tecido não tecido com compósito PET/polpa após o spunlace pode causar um certo grau de encolhimento térmico e cristalização das fibras de estimação, alterando o modo de ligação e a estrutura dos poros entre as fibras. Sob condições apropriadas de temperatura e tempo, o tratamento térmico pode tornar a rede de fibras mais compacta e ordenada, melhorar a eficiência da filtração e, ao mesmo tempo, controlando o grau de encolhimento térmico, evitando o encolhimento excessivo que leva a uma diminuição significativa na permeabilidade do ar. Por exemplo, o tratamento térmico de tecidos não tecidos em 180-200 ℃ por 5-10 minutos pode otimizar sua permeabilidade ao ar e eficiência de filtração até certo ponto.
l Tratamento químico : Métodos de tratamento químico, como modificação da superfície de tecidos não tecidos ou adição de aditivos funcionais, podem melhorar suas propriedades de superfície e características dos poros. Ao introduzir grupos funcionais específicos na superfície dos tecidos não tecidos por meio de tratamento de enxerto químico ou revestimento, as capacidades de adsorção e filtração de certas substâncias podem ser melhoradas sem afetar significativamente a permeabilidade do ar. A adição de uma quantidade apropriada de lubrificante ou amaciante pode melhorar as propriedades deslizantes entre as fibras, ajustar o tamanho e a distribuição dos poros e ter um efeito positivo na permeabilidade do ar e na eficiência da filtração. No entanto, durante o processo de tratamento químico, é necessário prestar atenção à seleção de reagentes químicos e processos de tratamento apropriados para evitar a poluição ao meio ambiente e o impacto negativo no desempenho dos tecidos não tecidos.
Otimizar a permeabilidade do ar e a eficiência da filtração do compósito de PET/polpa não -wovens é um projeto complexo e sistemático, que requer consideração abrangente de múltiplos fatores, como características de fibra, arranjo de fibras e emaranhamento e parâmetros estruturais de tecido não tecidos. Ao selecionar racionalmente matérias-primas e proporções, ajustando os parâmetros do processo de cubo finamente e usando os processos pós-tratamento adequadamente, o equilíbrio entre a permeabilidade do ar e a eficiência da filtração pode ser alcançado em certa medida. Na produção real, esses métodos de otimização devem ser aplicados de maneira flexível de acordo com diferentes requisitos de aplicação, combinados com resultados experimentais e experiência de produção, para produzir produtos não tecidos com compósitos de PET/celulose com excelente desempenho que atendem à demanda do mercado.
