¿Cómo optimizar el proceso de hilado y el control de rendimiento del compuesto PET/pulpa Spunlace Non Bovens?

Efecto de los parámetros de presión del agua en el proceso Spunlace sobre la resistencia de las telas no tejidas compuestas PET/Pulp

Las telas no tejidas compuestas de PET/Pulp Composite se usan ampliamente en médicos, saneamiento, filtración y otros campos debido a sus propiedades únicas. Como método de procesamiento clave, la tecnología Spunlace juega un papel decisivo en el rendimiento de las telas no tejidas, entre los cuales los parámetros de presión del agua son los factores centrales que afectan la fuerza de los tejidos no tejidos. La exploración en profundidad de la influencia de los parámetros de presión del agua en la resistencia de los tejidos no tejidos compuestos PET/pulpa es de gran importancia para optimizar el proceso hilado y mejorar la calidad y el rendimiento del producto.

1. Descripción general de Tela no tejida compuesta de mascota/pulpa

(I) Características de las materias primas

La fibra PET tiene las ventajas de alta resistencia, alta módulo, resistencia a la corrosión química y buena estabilidad térmica, proporcionando un soporte de resistencia básico para las telas no tejidas. Pulp Fiber le da a las telas no tejidas una buena absorción de humedad, suavidad y comodidad, y puede mejorar el efecto de enredo entre las fibras. La combinación de los dos puede hacer que las telas no tejidas tengan múltiples excelentes propiedades.

(Ii) Principio del proceso Spunlace

El proceso Spunlace utiliza chorros de agua de alta presión para afectar la red de fibra, lo que hace que las fibras se enredan y se refieran entre sí. En la producción de telas no tejidas compuestas PET/pulpa, el chorro de agua penetra en la red de fibra compuesta de fibras PET y pulpa. Bajo el impacto directo del chorro de agua y el flujo de agua de rebotes, las fibras se desplazan, entrelazan, entran enredadas y aceptadas, formando innumerables puntos de enredo flexibles, lo que le da a la tela no tejida una cierta fuerza.

2. El mecanismo de influencia de los parámetros de presión del agua en la resistencia de las telas no tejidas

(I) Relación entre el grado de enredo de fibra y la fuerza

Cuando la presión del agua es baja, la energía del chorro de agua es limitada y solo puede hacer que algunas fibras se muevan e inicialmente enredan. Las fibras no están estrechamente enredadas, y el número de puntos de enredo formados es pequeño y la resistencia es baja, por lo que la resistencia general de la tela no tejida también es baja. A medida que aumenta la presión del agua, aumenta la energía del chorro de agua, más fibras se impulsan a participar en el enredo, el grado de enredo se profundiza, el número de puntos de enredo aumenta y la resistencia aumenta y la resistencia de la tela no tejida mejora significativamente. Sin embargo, cuando la presión del agua es demasiado alta, puede causar daño excesivo o incluso la rotura de las fibras, lo que a su vez debilita la fuerza de unión entre las fibras y reduce la resistencia de la tela no tejida.

(Ii) Efecto del daño de la fibra sobre la fuerza

La presión excesiva del agua causará una fuerza de impacto excesiva en la fibra, lo que dará como resultado el desgaste en la superficie de la fibra, el daño a la estructura interna o incluso la rotura. Aunque la fibra PET tiene alta resistencia, también se dañará bajo una presión excesiva de agua. Su cadena molecular puede romper o cambiar la orientación, afectando la resistencia y la capacidad de carga de la fibra. Pulp Fiber es relativamente frágil y se daña más fácilmente bajo alta presión de agua. Después de que la fibra se daña, se reduce su área efectiva de carga en la tela no tejida, y el mecanismo de transmisión de fuerza entre las fibras se destruye, reduciendo así la resistencia general de la tela no tejida.

3. Estrategia de optimización de los parámetros de presión del agua

(I) Ajuste la presión del agua de acuerdo con la cantidad de tela no tejida y la velocidad de producción

Diferentes telas cuantitativas compuestas de PET/pulpa no tejidas requieren diferentes presiones de agua. Las telas no tejidas con pesas cuantitativas más grandes tienen capas de fibra más gruesas y requieren una mayor presión de agua para permitir que el chorro de agua penetre en la red de fibra y alcance el enredo efectivo; Las telas no tejidas con pesos cuantitativos más pequeños pueden reducir adecuadamente la presión del agua. La velocidad de producción también está estrechamente relacionada con la presión del agua. Cuanto más rápida sea la velocidad de producción, más corta se mantiene la red de fibra en el área de Spunlace y se requiere una mayor presión de agua para completar el enredo de la fibra en poco tiempo para garantizar la resistencia de la tela no tejida. For example, for a 45g/m² synthetic leather base fabric, when the production speed is 8m/min, the water pressure can be set to a distribution from low to high and then down, such as 9MPa for the first pass (front side), 9.5MPa for the second pass (back side), 12MPa for the third pass (front side), 11.5MPa for the fourth pass (back side), and 11MPa for the fifth pass (back lado). Esto puede reducir el consumo de energía y los costos de producción al tiempo que garantiza la calidad del producto.

(Ii) Utilice la estallido de agua en varias etapas y la distribución razonable de la presión de agua

El uso de hilos de múltiples etapas puede enredar gradualmente las fibras, evitando el daño excesivo a las fibras causadas por la presión excesiva del agua en un hilado. En el proceso hilado de múltiples etapas, la distribución razonable de la presión del agua es crucial. En general, los primeros hilos utilizan una presión de agua más baja para compactar inicialmente la red de fibra e iniciar el enredo de la fibra; Los pocos pases intermedios aumentan gradualmente la presión del agua para fortalecer el enredo de la fibra; Los últimos pases reducen adecuadamente la presión del agua para que la superficie no tejida sea más suave y delicada, al tiempo que reduce el daño de la fibra. Por ejemplo, en un cierto proceso de producción, las etapas de primera y segunda son el tambor giratorio hilado con bajas presiones de agua de 60 bar y 80 bar respectivamente, que se utilizan inicialmente para reforzar la red de fibra; La tercera etapa es la red plana, y la presión del agua se incrementa a 120 bar para fortalecer aún más el enredo de la fibra. De esta manera, la fuerza de la tela no tejida puede mejorarse efectivamente.

Los parámetros de presión del agua tienen una influencia compleja e importante en la resistencia de las telas no tejidas compuestas PET/Pulp. La presión del agua adecuada puede promover el enredo de fibra efectivo y mejorar la resistencia de las telas no tejidas; La presión de agua demasiado alta o demasiado baja tendrá un efecto adverso en la resistencia. En la producción real, es necesario considerar de manera integral factores como la cantidad de tela no tejida y la velocidad de producción. Al ajustar razonablemente los parámetros de presión del agua, adoptar hilos de múltiples etapas y optimizar las estrategias de distribución de la presión del agua, la fuerza de las telas no tejidas puede controlarse con precisión, produciendo así las telas no tejidas PET/pulpa de alta calidad que cumplen con diferentes requisitos de aplicación.

Cómo optimizar la permeabilidad del aire y la eficiencia de filtración de PET/Pulp Composite Spunlace Nonwovens

El compuesto PET/Pulp Spunlace Nonwovens se usa ampliamente en muchos campos, como la filtración de aire, la filtración líquida, la atención médica y de la salud, etc. En estos escenarios de aplicación, su permeabilidad al aire y eficiencia de filtración son indicadores clave de rendimiento. La buena permeabilidad al aire asegura la comodidad y la suavidad durante el uso, mientras que la alta eficiencia de filtración garantiza una intercepción efectiva de sustancias específicas. Sin embargo, a menudo hay una cierta contradicción entre estas dos actuaciones. Al optimizar, es necesario considerar exhaustivamente múltiples factores y buscar un equilibrio entre los dos.

1. Factores que afectan la permeabilidad al aire y la eficiencia de la filtración

(I) Características de la fibra

El grosor, la longitud y la forma de las fibras de mascotas tienen un efecto significativo sobre la permeabilidad del aire y la eficiencia de filtración de las telas no tejidas. Las fibras de mascotas más finas pueden formar una red de fibra más densa, que puede mejorar la eficiencia de la filtración, pero reducirá la permeabilidad del aire hasta cierto punto; Las fibras más gruesas, por el contrario, pueden mejorar la permeabilidad al aire, pero la eficiencia de filtración puede disminuir. En términos de longitud de fibra, las fibras más largas conducen a formar una estructura de fibra más estable, que tiene menos efecto sobre la permeabilidad al aire, y al mismo tiempo ayuda a mejorar la eficiencia de la filtración hasta cierto punto. La irregularidad de la forma de la fibra también afectará la distribución de las brechas entre las fibras, lo que afectará a la permeabilidad del aire y la eficiencia de filtración. La adición de fibras de pulpa aumenta la diversidad de los tipos de fibra, y su suavidad e higroscopicidad cambiarán la microestructura de la red de fibra, afectará la ruta de paso del aire y el fluido, y tendrá un efecto complejo en la permeabilidad al aire y la eficiencia de la filtración.

(Ii) disposición de fibra y enredo

Durante el proceso de hidroentanglemento, la disposición y el grado de enredo de las fibras tienen un impacto significativo en el rendimiento de las telas no tejidas. La distribución de poros formada por fibras desordenadas es relativamente aleatoria, y la permeabilidad al aire es relativamente buena, pero la eficiencia de filtración puede limitarse a cierta medida, porque las partículas grandes pueden pasar a través de los poros irregulares más fácilmente. Las fibras con arreglos más ordenados, especialmente aquellos estrechamente dispuestos en ciertas direcciones, pueden mejorar la eficiencia de la filtración, especialmente la capacidad de intercepción de las sustancias en un rango de tamaño de partícula específico, pero reducirán la permeabilidad del aire. El grado de enredo de fibra también es crucial. Una red de fibra muy enredada reducirá el tamaño y el número de poros y reducirá la permeabilidad al aire, pero puede mejorar la eficiencia de la filtración; El enredo insuficiente puede conducir a una disminución en la eficiencia de la filtración, mientras que la mejora en la permeabilidad del aire es limitada e incluso puede afectar el rendimiento general debido a la inestabilidad estructural.

(Iii) parámetros estructurales de tela no tejidos

La cuantitativa (masa por unidad de área), el grosor y la porosidad de las telas no tejidas son parámetros estructurales que afectan directamente la permeabilidad del aire y la eficiencia de filtración. Un aumento en la cuantitativa generalmente hace que la tela no tejida sea más gruesa, aumenta el número de capas de fibra, reduce el número de poros y reduce el tamaño de los poros, lo cual es beneficioso para mejorar la eficiencia de la filtración, pero reduce seriamente la permeabilidad al aire. Por el contrario, reducir la cuantitativa puede aumentar la permeabilidad del aire, pero la eficiencia de filtración puede ser difícil de cumplir con los requisitos. El grosor está estrechamente relacionado con la cuantitativa. Las telas no tejidas más gruesas han aumentado la resistencia al aire y los fluidos y una reducción de la permeabilidad del aire, pero pueden tener mejores efectos de filtrado en las partículas. La porosidad es un parámetro importante que refleja la proporción de espacio de poros dentro de las telas no tejidas. La alta porosidad significa buena permeabilidad al aire, pero la eficiencia de filtración puede reducirse; La baja porosidad significa alta eficiencia de filtración y mala permeabilidad al aire.

2. Métodos para optimizar la permeabilidad al aire y la eficiencia de la filtración

(I) Selección de fibra y optimización de la relación

De acuerdo con los requisitos de aplicación específicos, las especificaciones y los parámetros de rendimiento de la fibra PET y la pulpa de fibra se seleccionan con precisión. Por ejemplo, en el campo de la purificación del aire, que tiene requisitos extremadamente altos para la eficiencia de filtración y requisitos relativamente bajos para la permeabilidad al aire, se puede seleccionar la fibra de PET más fina y su proporción en la relación de fibra se puede aumentar adecuadamente, y se puede agregar una cantidad apropiada de fibra pulpa para mejorar la sensación y la flexibilidad. Para algunas solicitudes que tienen altos requisitos para la permeabilidad al aire y no son particularmente estrictos en la precisión de la filtración, como los filtros de ventilación ordinarios, las fibras de mascotas más gruesas pueden seleccionarse para aumentar los espacios entre las fibras, y el contenido de fibra de pulpa se puede controlar razonablemente para garantizar una cierta capacidad de filtración. A través de experimentos y cálculos de simulación, la relación óptima de fibra PET a la pulpa de fibra en diferentes escenarios de aplicación se determina para maximizar la permeabilidad del aire al cumplir con la eficiencia de la filtración.

(Ii) Ajuste de los parámetros del proceso Spunlace

l Presión de agua y número de cabezas de hilado : La presión del agua es un parámetro clave del proceso Spunlace y tiene una influencia importante en el enredo de fibra y la estructura de tela no tejida. La reducción adecuada de la presión del agua puede reducir el enredo de fibra excesivo, mantener poros cada vez más grandes y, por lo tanto, mejorar la permeabilidad al aire. Sin embargo, la presión de agua demasiado baja conducirá a un enredo de fibra insuficiente, afectando la resistencia y la eficiencia de filtración de la tela no tejida. Por lo tanto, es necesario encontrar un rango de presión de baja agua adecuado sobre la base de garantizar la eficiencia y la resistencia de la filtración. El aumento del número de cabezas hiladas puede hacer que el enredo de la fibra sea más uniforme, optimizar la estructura de los poros hasta cierto punto y ayudar a mejorar la eficiencia de la filtración. Al mismo tiempo, controlando razonablemente la distribución de la presión del agua de cada cabezal de hilado, también se puede tener en cuenta la permeabilidad al aire. Por ejemplo, utilizando el hilado múltiple en la etapa, las primeras etapas de las cabezas hiladas usan una presión de agua más baja para enredar inicialmente las fibras y retener una cierta cantidad de poros, y las últimas etapas de los cabezales de hilado aumentan adecuadamente la presión del agua para fortalecer aún más el enredo de la fibra y mejorar la eficiencia de filtración sin afectar la permeabilidad aérea.

l Método Spunlace : Diferentes métodos de hilado tienen diferentes efectos sobre la disposición de la fibra y la estructura de tela no tejida. La combinación de tambores hilados y plano de malla spunlace tiene ventajas únicas. Durante la etapa de tambor, la red de fibra se adsorbe en el tambor y se mueve en una superficie curva. El lado que recibe el hilado está relajado y el reverso está comprimido, que conduce a la penetración en chorro de agua y el enredo de fibra. Puede mantener una buena permeabilidad al aire al tiempo que garantiza una cierta eficiencia de filtración; Flat Mesh Spunlace puede organizar y reforzar aún más las fibras y ajustar la estructura de poros. Al organizar razonablemente el orden y los parámetros del tambor hilado y el hilado de malla plana, se puede optimizar la permeabilidad del aire y la eficiencia de filtración.

(Iii) proceso de postprocesamiento

l Tratamiento térmico : El tratamiento térmico apropiado de la tela no tejida compuesta PET/pulpa después de Spunlace puede causar un cierto grado de contracción térmica y cristalización de las fibras PET, cambiando el modo de unión y la estructura de poros entre las fibras. Bajo condiciones apropiadas de temperatura y tiempo, el tratamiento térmico puede hacer que la red de fibra sea más compacta y ordenada, mejorar la eficiencia de la filtración y, al mismo tiempo, controlando el grado de contracción térmica, evite la contracción excesiva que conduce a una disminución significativa en la permeabilidad del aire. Por ejemplo, el tratamiento térmico de las telas no tejidas a 180-200 ℃ durante 5-10 minutos puede optimizar su permeabilidad al aire y la eficiencia de filtración hasta cierto punto.

l Tratamiento químico : Los métodos de tratamiento químico, como la modificación de la superficie de las telas no tejidas o la adición de aditivos funcionales, pueden mejorar sus propiedades de la superficie y las características de los poros. Al introducir grupos funcionales específicos en la superficie de las telas no tejidas a través del tratamiento con injerto químico o recubrimiento, las capacidades de adsorción y filtración de ciertas sustancias se pueden mejorar sin afectar significativamente la permeabilidad del aire. Agregar una cantidad apropiada de lubricante o suavizante puede mejorar las propiedades deslizantes entre las fibras, ajustar el tamaño y la distribución de poros, y tener un efecto positivo en la permeabilidad al aire y la eficiencia de la filtración. Sin embargo, durante el proceso de tratamiento químico, es necesario prestar atención a la selección de reactivos químicos y procesos de tratamiento apropiados para evitar la contaminación del medio ambiente y el impacto negativo en el rendimiento de las telas no tejidas.

La optimización de la permeabilidad del aire y la eficiencia de filtración de PET/pulpa compuesto Spunlace Nonwovens es un proyecto complejo y sistemático, que requiere una consideración integral de múltiples factores como características de fibra, disposición de fibra y enredos, y parámetros estructurales de tela no tejidos. Al seleccionar racionalmente las materias primas y proporciones de fibra, ajustar finamente los parámetros del proceso de hilado, y utilizando correctamente los procesos posteriores al tratamiento, el equilibrio entre la permeabilidad al aire y la eficiencia de la filtración se puede lograr en cierta medida. En la producción real, estos métodos de optimización deben aplicarse de manera flexible de acuerdo con diferentes requisitos de aplicación, combinados con resultados experimentales y experiencia de producción, para producir productos no tejidos de PET/Pulp Composite Spunlace con un excelente rendimiento que satisfacen la demanda del mercado.