Tại sao tính chất vải không dệt PP spunbond khác nhau

Các thuộc tính của Vải không dệt PP spunbond không được “cố định” chỉ bằng polypropylene. Chúng là kết quả của cách polyme tan chảy, cách các sợi được hình thành và kéo ra, cách mạng lưới được sắp xếp và cách liên kết khóa cấu trúc tại chỗ. Những điều chỉnh nhỏ trong bất kỳ bước nào trong số này có thể thay đổi các kết quả chính như độ bền kéo, độ giãn dài, độ mềm, độ dày, độ thoáng khí và khả năng chống thấm chất lỏng.

Một cách thực tế để suy nghĩ về điều này là: polyme và các chất phụ gia quyết định tiềm năng vật chất , trong khi các cài đặt kéo sợi, vẽ và liên kết quyết định mức độ tiềm năng đó sẽ trở thành hiệu suất trong thế giới thực.

Lớp polymer và hành vi tan chảy

Tốc độ dòng chảy tan chảy (MFR) và khả năng quay

PP cho spunbond thường được chọn cho dòng chảy nóng chảy hỗ trợ quá trình đùn và kéo dây tóc ổn định. Nói chung, cấp MFR cao hơn chảy dễ dàng hơn và có thể giúp tạo ra các sợi mịn hơn, trong khi cấp MFR thấp hơn có thể hỗ trợ độ bền nhưng có thể làm tăng áp suất đùn và tăng nguy cơ mất ổn định dây tóc nếu quá trình xử lý không được điều chỉnh.

• Nếu vải có cảm giác “giống như giấy” và cứng ở cùng trọng lượng cơ bản thì các sợi vải quá mịn kết hợp với khả năng liên kết mạnh có thể là nguyên nhân.
• Nếu bạn thấy dây tóc bị đứt hoặc bị đứt/dây, độ ổn định khi tan chảy (chọn cấp độ, lọc, kiểm soát độ ẩm/ô nhiễm) thường quan trọng như cài đặt máy.

Phân bố trọng lượng phân tử và tính nhất quán

Ngay cả khi hai lô PP có cùng MFR “danh nghĩa”, sự khác biệt về phân bố trọng lượng phân tử có thể làm thay đổi khả năng kéo và phản ứng liên kết. Tính nhất quán giữa các lô thường có tác động có thể đo lường được đối với sự thay đổi độ bền kéo và tính đồng nhất trên toàn bộ cuộn.

Tính chất nhiệt (cửa sổ liên kết)

Polypropylen thường tan chảy xung quanh 160–165°C , nhưng liên kết hiệu quả thường xảy ra dưới mức tan chảy hoàn toàn vì liên kết phụ thuộc vào việc làm mềm các điểm tiếp xúc của sợi thay vì làm sập toàn bộ cấu trúc. Việc lựa chọn cấp độ phủ (và các chất phụ gia) có thể làm thay đổi một chút khoảng nhiệt độ cán lịch thực tế và nguy cơ liên kết quá mức hoặc có lỗ kim.

Trọng lượng cơ bản, độ dày và sự hình thành web

Trọng lượng cơ bản (gsm) làm trình điều khiển chính

Đối với spunbond PP, trọng lượng cơ bản là một trong những đòn bẩy “thứ nhất” mạnh nhất. Phạm vi thương mại điển hình là khoảng 10–200 gsm , tùy theo ứng dụng. Tất cả các yếu tố khác đều không đổi, việc tăng gsm thường làm tăng độ bền kéo, độ mờ và khả năng chống đâm thủng, đồng thời làm giảm độ thoáng khí.

Tính đồng nhất: CV% và điểm yếu

Những hư hỏng về tài sản thường đến từ sự không đồng nhất hơn là độ bền trung bình thấp. Các khu vực mỏng (gsm cục bộ thấp) trở thành điểm bắt đầu rách và bề ngoài “có mây” có thể tương quan với sự sắp xếp dây tóc không đồng đều và sự thay đổi mật độ liên kết.

Đường kính dây tóc và cảm giác

Các sợi mịn hơn có thể cải thiện độ mềm mại và độ che phủ (nhiều sợi hơn trên một đơn vị diện tích), nhưng chúng cũng làm tăng diện tích bề mặt và có thể tăng độ nhạy liên kết. Các sợi thô hơn thường cải thiện độ phồng và độ đàn hồi nhưng có thể làm giảm độ rủ và cảm giác cầm tay. Trong thực tế, đường kính dây tóc được kiểm soát bởi dòng polyme, thiết kế máy trộn, công suất trên mỗi lỗ, điều kiện dập tắt và không khí hút.

Làm nguội và vẽ: kiểm soát hướng và sức mạnh

Không khí làm mát: tốc độ làm mát thiết lập cấu trúc dây tóc

Nhiệt độ, vận tốc và độ đồng đều của không khí làm nguội ảnh hưởng đến cách các sợi rắn lại. Làm mát nhanh hơn hoặc đồng đều hơn có thể giúp ổn định đường kính sợi và giảm độ dính, trong khi quá trình làm nguội không đồng đều có thể tạo ra sự thay đổi trên chiều rộng máy và góp phần tạo ra các vệt màng.

Vẽ không khí: định hướng và kéo dài

Vẽ kéo dài sợi, tăng định hướng phân tử. Điều này thường làm tăng độ bền kéo và giảm độ giãn dài. Nếu vải “quá giòn” khi sử dụng thì lực kéo quá mức (hoặc sự kết hợp giữa lực kéo cao và lực liên kết mạnh) có thể là nguyên nhân sâu xa.

Hiệu ứng tốc độ đường truyền và thời gian cư trú

Việc tăng tốc độ đường dây có thể làm giảm thời gian lưu nhiệt trong liên kết và thay đổi trạng thái căng của lưới. Điều này có thể làm thay đổi độ dày, độ hoàn thiện của liên kết và độ co ngót sau khi cuộn dây. Khi tối ưu hóa năng suất, người ta thường cân bằng lại nhiệt độ/áp suất của máy cán để giữ năng lượng liên kết trên một đơn vị diện tích ổn định.

Các thông số liên kết nhiệt: “mặt số thuộc tính” chính

Nhiệt độ lịch: liên kết dưới và liên kết quá mức

Nhiệt độ lịch thường là đòn bẩy nhanh nhất để thay đổi độ bền và độ thấm. Liên kết kém có thể biểu hiện dưới dạng xơ vải, độ bền kéo thấp và phân tách; liên kết quá mức có thể biểu hiện dưới dạng cảm giác cầm tay khắc nghiệt, độ giãn dài giảm, các điểm liên kết bóng loáng, lỗ kim hoặc mất khối lượng. Một cách tiếp cận thực tế là xác định một khoảng thời gian vận hành ổn định và coi những sự thay đổi bên ngoài khoảng thời gian đó là những cảnh báo về quy trình.

Áp suất cán và khe hở: diện tích liên kết và độ đặc

Áp suất cao hơn thường làm tăng tính toàn vẹn của liên kết nhưng cũng làm dày mạng lưới, làm giảm độ dày và độ thoáng khí. Nếu mục tiêu là độ mềm ở một độ bền nhất định, thì nhiều nhà sản xuất nhắm đến việc đạt được độ bền chủ yếu thông qua định hướng dây tóc và kiểu liên kết được tối ưu hóa thay vì chỉ đơn giản là “nghiền nát” cấu trúc bằng áp lực.

Kiểu liên kết và diện tích liên kết (%)

Lựa chọn mẫu dập nổi thay đổi cách phân phối tải. Các mẫu có vùng liên kết thấp hơn có thể bảo toàn khối lượng và độ mềm nhưng có thể làm giảm khả năng chịu kéo và mài mòn. Các mẫu có diện tích liên kết cao hơn có thể tăng cường độ bền và độ ổn định kích thước nhưng có thể tạo cảm giác cứng hơn và giảm lưu lượng không khí. Do đó, việc chọn một mẫu là một quyết định ứng dụng chứ không chỉ là một “quyết định về sức mạnh”.

Sử dụng bảng làm hướng dẫn chẩn đoán: khi một đặc tính được cải thiện trong khi một đặc tính khác xuống cấp, điều đó thường chỉ ra rằng đòn bẩy quy trình đang được sử dụng là “quá trực tiếp” (ví dụ: sức mạnh đạt được chủ yếu nhờ mật độ hóa thay vì tối ưu hóa cấu trúc).

Phụ gia và xử lý bề mặt

Chất ổn định và chất hỗ trợ xử lý

Chất chống oxy hóa, chất tẩy axit và chất hỗ trợ xử lý có thể cải thiện độ ổn định nhiệt, giảm cặn khuôn và duy trì kéo sợi ổn định. Lợi ích thường gián tiếp nhưng quan trọng: quy trình sạch hơn, ổn định hơn có xu hướng tạo ra ít khuyết tật hơn, giúp cải thiện các đặc tính cơ học trung bình và tối thiểu.

Lớp hoàn thiện ưa nước, chống tĩnh điện và chống trượt

Hầu hết spunbond PP có tính kỵ nước tự nhiên, nhưng lớp hoàn thiện tại chỗ có thể làm cho nó ưa nước cho các ứng dụng vệ sinh hoặc y tế. Những lớp hoàn thiện này cũng có thể ảnh hưởng đến ma sát (tay cầm và khả năng chạy), lực hút bụi (tĩnh) và trong một số trường hợp phản ứng liên kết. Nếu hiệu suất làm ướt bị giảm sút, hãy kiểm tra cả khả năng kiểm soát lớp hoàn thiện bổ sung và độ lão hóa khi bảo quản, vì một số lớp hoàn thiện có thể di chuyển hoặc phân hủy theo thời gian.

Sắc tố và chất độn

TiO₂ cho các hạt màu có độ mờ hoặc màu có thể thay đổi tính chất hấp thụ nhiệt và liên kết. Tải lượng sắc tố cao hơn cũng có thể ảnh hưởng đến độ bền của dây tóc nếu độ phân tán kém. Một biện pháp kiểm soát thực tế phổ biến là đánh giá chất lượng của các nhà cung cấp masterbatch bằng chất lượng phân tán và thực hiện “kiểm tra cửa sổ liên kết” tiêu chuẩn bất cứ khi nào công thức thay đổi.

Điều kiện môi trường, cuộn dây và bảo quản

Lịch sử nhiệt độ và độ co ngót

Spunbond PP có thể bị co ngót hoặc thay đổi kích thước nếu tiếp xúc với nhiệt độ cao sau khi sản xuất, đặc biệt khi màng chứa ứng suất dư do kéo và liên kết. Nếu khách hàng báo cáo tình trạng mép cuộn bị gợn sóng hoặc biến dạng sau khi chuyển đổi, hãy xem lại khả năng làm mát, độ căng cuộn dây và mức độ tiếp xúc với nhiệt độ bảo quản.

Độ ẩm và kiểm soát tĩnh

Mặc dù bản thân PP không hấp thụ nước đáng kể nhưng độ ẩm xung quanh ảnh hưởng đến sự tích tụ tĩnh điện và lực hút bụi, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển đổi và độ sạch được cảm nhận. Chiến lược chống tĩnh điện (hoàn thiện hoặc ion hóa) thường cần thiết khi nhắm mục tiêu sử dụng trong y tế hoặc vệ sinh có khuyết tật thấp.

Lão hóa lớp hoàn thiện và mùi hôi

Lớp hoàn thiện tại chỗ có thể thay đổi theo thời gian (di chuyển, bay hơi, oxy hóa), điều này có thể làm thay đổi thời gian làm ướt, hệ số ma sát hoặc mùi. Nếu cần thời hạn sử dụng dài, hãy xác định quy trình thử nghiệm lão hóa và đặt thời hạn sử dụng thời gian lưu trữ tối đa hoặc yêu cầu bước tái thẩm định trước khi giao hàng.

Cách nhắm mục tiêu thuộc tính cho các ứng dụng thực tế

Bắt đầu với bản đồ hiệu suất sử dụng cuối

Các ứng dụng khác nhau ưu tiên các gói thuộc tính khác nhau. Ví dụ, áo choàng y tế thường cân bằng giữa rào cản và độ thoáng khí, trong khi áo choàng nông nghiệp ưu tiên độ bền và khả năng ổn định tia cực tím. Chuyển nhu cầu của khách hàng thành các thông số kỹ thuật có thể đo lường được, sau đó chọn đòn bẩy quy trình ít “gây tổn hại” nhất để tiếp cận họ (ví dụ: tránh liên kết quá mức để theo đuổi độ bền nếu độ mềm và độ thấm là quan trọng).

Đo lường những gì thực sự không thành công khi sử dụng

Nếu khách hàng phàn nàn là “bị rách trong quá trình chuyển đổi”, hãy ưu tiên khả năng chống lan truyền vết rách và kiểm tra điểm yếu cục bộ (độ đồng đều), chứ không chỉ độ bền kéo trung bình. Nếu khiếu nại là "rò rỉ", hãy ưu tiên áp suất thủy tĩnh hoặc thời gian xuyên qua (tùy thuộc vào thiết kế sản phẩm). Con đường nhanh nhất để cải thiện là sắp xếp các thử nghiệm theo các dạng lỗi.

Danh sách kiểm tra khắc phục sự cố thực tế về trôi dạt tài sản

Khi đặc tính của vải không dệt PP spunbond trôi đi, hãy xác định xem sự thay đổi đó có phải do polymer, quy trình hay môi trường gây ra hay không. Danh sách kiểm tra bên dưới được thiết kế để thu hẹp nguyên nhân gốc rễ một cách nhanh chóng mà không cần dựa vào phỏng đoán rộng rãi.

• Xác nhận độ ổn định trọng lượng cơ bản trên cuộn và trên chiều rộng máy; những điểm yếu thường giải thích những thất bại tốt hơn mức trung bình.
• Kiểm tra nhiệt độ và áp suất của máy cán đối với cửa sổ liên kết đủ tiêu chuẩn; sự liên kết quá mức thường làm giảm độ mềm và độ giãn dài, trong khi liên kết dưới làm tăng độ xơ và giảm độ căng.
• Đánh giá độ ổn định của không khí làm nguội và hút (nhiệt độ, lưu lượng, độ sạch); Sự mất ổn định ở đây thường xuất hiện dưới dạng các vệt, dây thừng hoặc đường kính sợi không đều nhau.
• Xác minh các thay đổi của lô polymer và masterbatch; xử lý các thay đổi về công thức như yêu cầu thực hiện đánh giá lại trong thời gian ngắn cho cài đặt liên kết.
• Kiểm tra tỷ lệ bổ sung hoàn thiện và hiệu ứng lão hóa nếu tình trạng ướt, ma sát hoặc tĩnh điện thay đổi.
• Kiểm tra độ căng cuộn dây và mức độ tiếp xúc với nhiệt độ bảo quản nếu xuất hiện các vấn đề về co ngót, gợn sóng hoặc độ cứng cuộn sau khi vận chuyển.

Chiến lược vận hành đáng tin cậy là khóa một bộ nhỏ các điều khiển “quan trọng đến chất lượng” (tính đồng nhất của GSM, năng lượng liên kết, độ ổn định khi vẽ, phần bổ sung hoàn thiện) và coi sai lệch là chỉ báo hàng đầu trước khi khách hàng nhận thấy vấn đề về hiệu suất.