En el proceso de producción de telas no tejidas spunbond, diversos factores pueden afectar las propiedades físicas del producto. Analizar la relación entre estos factores y el rendimiento del producto permite controlar correctamente las condiciones del proceso y obtener productos de telas no tejidas spunbond de polipropileno de alta calidad y amplia aplicación. A continuación, analizaremos brevemente los principales factores que influyen en las propiedades físicas de las telas no tejidas spunbond y los compartiremos con todos.
Índice de fusión y distribución del peso molecular de láminas de polipropileno
Los principales indicadores de calidad de las láminas de polipropileno son el peso molecular, la distribución del peso molecular, la isotropía, el índice de fusión y el contenido de cenizas. El peso molecular de los chips de PP utilizados para la hilatura está entre 100000 y 250000, pero la práctica ha demostrado que las propiedades reológicas de la masa fundida son mejores cuando el peso molecular del polipropileno es de alrededor de 120000 y la velocidad máxima de hilatura permitida también es alta. El índice de fusión es un parámetro que refleja las propiedades reológicas de la masa fundida, y el índice de fusión de las láminas de polipropileno utilizadas en spunbond suele estar entre 10 y 50. En el proceso de hilado en una red, el filamento solo recibe una corriente de aire, y la relación de estirado del filamento está limitada por las propiedades reológicas de la masa fundida. Cuanto mayor sea el peso molecular, es decir, cuanto menor sea el índice de fusión, peor será la fluidez y menor será la relación de estirado obtenida por el filamento. Bajo las mismas condiciones de expulsión de la masa fundida por la boquilla, el tamaño de la fibra del filamento obtenido también es mayor, lo que resulta en una textura más dura para las telas no tejidas spunbond. Si el índice de fusión es alto, la viscosidad de la masa fundida disminuye, las propiedades reológicas son buenas, la resistencia al estiramiento disminuye y, bajo las mismas condiciones de estiramiento, la relación de estiramiento aumenta. A medida que aumenta el grado de orientación de las macromoléculas, la resistencia a la fractura de la tela no tejida spunbond también aumenta, y la finura de los filamentos disminuye, lo que resulta en una textura suave. Bajo el mismo proceso, cuanto mayor sea el índice de fusión del polipropileno, menor será su finura y mayor su resistencia a la fractura.
La distribución del peso molecular se mide a menudo mediante la relación entre el peso molecular promedio ponderado (Mw) y el peso molecular promedio numérico (Mn) del polímero (Mw/Mn), conocida como valor de distribución del peso molecular. Cuanto menor sea el valor de distribución del peso molecular, más estables serán las propiedades reológicas del material fundido y el proceso de hilado, lo que contribuye a mejorar la velocidad de hilado. Además, presenta una menor elasticidad del material fundido y una menor viscosidad a la tracción, lo que reduce la tensión de hilado, facilita el estiramiento y afina el PP, y permite obtener fibras más finas. Además, la red presenta una buena uniformidad, con un tacto agradable y una buena uniformidad.
Temperatura de hilatura
El ajuste de la temperatura de hilado depende del índice de fusión de la materia prima y de los requisitos de las propiedades físicas del producto. Cuanto mayor sea el índice de fusión de la materia prima, mayor será la temperatura de hilado, y viceversa. La temperatura de hilado está directamente relacionada con la viscosidad de la masa fundida, y esta es baja. La alta viscosidad de la masa fundida dificulta el hilado y tiende a producir fibras rotas, rígidas o gruesas, lo que afecta la calidad del producto. Por lo tanto, para reducir la viscosidad de la masa fundida y mejorar sus propiedades reológicas, generalmente se adopta el método de aumentar la temperatura. La temperatura de hilado tiene un impacto significativo en la estructura y las propiedades de las fibras. Cuanto menor sea la temperatura de hilado, mayor será la viscosidad de estiramiento de la masa fundida, mayor será la resistencia al estiramiento y mayor será la dificultad para estirar el filamento. Para obtener fibras con la misma finura, la velocidad del flujo de aire de estiramiento debe ser relativamente alta a bajas temperaturas. Por lo tanto, en las mismas condiciones de proceso, a bajas temperaturas de hilado, las fibras son difíciles de estirar. La fibra presenta una alta finura y una baja orientación molecular, lo que se manifiesta en las telas no tejidas spunbond con baja resistencia a la rotura, alta elongación a la rotura y un tacto duro. A alta temperatura de hilado, el estiramiento de la fibra es mejor, la finura de la fibra es menor y la orientación molecular es mayor. Esto se refleja en la alta resistencia a la rotura, baja elongación a la rotura y un tacto suave de las telas no tejidas spunbond. Sin embargo, cabe destacar que, bajo ciertas condiciones de enfriamiento, si la temperatura de hilado es demasiado alta, el filamento resultante no se enfriará lo suficiente en un corto período de tiempo y algunas fibras pueden romperse durante el proceso de estiramiento, lo que puede generar defectos. En la producción real, la temperatura de hilado debe seleccionarse entre 220 y 230 °C.
Condiciones de formación por enfriamiento
La velocidad de enfriamiento del filamento tiene un impacto significativo en las propiedades físicas de la tela no tejida spunbond durante el proceso de conformado. Si el polipropileno fundido se enfría rápida y uniformemente tras salir de la hilera, su velocidad de cristalización es lenta y su cristalinidad es baja. La estructura fibrosa resultante es una estructura cristalina discoidal inestable, que puede alcanzar una mayor relación de estiramiento durante el estiramiento. La mejor orientación de las cadenas moleculares aumenta la cristalinidad, mejora la resistencia de la fibra y reduce su elongación. Esto se manifiesta en telas no tejidas spunbond con mayor resistencia a la fractura y menor elongación. Si se enfrían lentamente, las fibras resultantes presentan una estructura cristalina monoclínica estable, que no favorece el estiramiento de la fibra. Esto se manifiesta en telas no tejidas spunbond con menor resistencia a la fractura y mayor elongación. Por lo tanto, en el proceso de moldeo, se suele aumentar el volumen de aire de refrigeración y reducir la temperatura de la cámara de hilado para mejorar la resistencia a la fractura y reducir el alargamiento de las telas no tejidas spunbond. Además, la distancia de refrigeración del filamento está estrechamente relacionada con su rendimiento. En la producción de telas no tejidas spunbond, la distancia de refrigeración se selecciona generalmente entre 50 y 60 cm.
Condiciones de dibujo
La orientación de las cadenas moleculares en las hebras de seda es un factor importante que afecta la resistencia a la tracción y la elongación a la rotura de los filamentos individuales. Cuanto mayor sea el grado de orientación, más fuerte será el filamento individual y menor será la elongación a la rotura. El grado de orientación puede representarse mediante la birrefringencia del filamento, y cuanto mayor sea el valor, mayor será el grado de orientación. Las fibras primarias que se forman cuando el polipropileno fundido sale de la hilera presentan una cristalinidad y orientación relativamente bajas, alta fragilidad, se fracturan fácilmente y presentan una elongación a la rotura significativa. Para modificar las propiedades de las fibras, estas deben estirarse en distintos grados según sea necesario antes de formar una red.producción de spunbondLa resistencia a la tracción de la fibra depende principalmente del volumen de aire de refrigeración y de succión. Cuanto mayor sea el volumen de aire de refrigeración y succión, mayor será la velocidad de estiramiento y las fibras se estirarán completamente. La orientación molecular aumentará, la finura se afinará, la resistencia aumentará y el alargamiento de rotura disminuirá. A una velocidad de hilado de 4000 m/min, el filamento de polipropileno alcanza su valor de saturación de birrefringencia; sin embargo, durante el proceso de estirado por flujo de aire para la hilado en una banda, la velocidad real del filamento generalmente es difícil de superar los 3000 m/min. Por lo tanto, en situaciones con altas exigencias, la velocidad de estiramiento puede aumentarse considerablemente. Sin embargo, con un volumen de aire de refrigeración constante, si el volumen de aire de succión es demasiado grande y el enfriamiento del filamento es insuficiente, las fibras son propensas a romperse en el punto de extrusión de la matriz, lo que daña el cabezal de inyección y afecta la producción y la calidad del producto. Por lo tanto, se deben realizar los ajustes necesarios en la producción real.
Las propiedades físicas de las telas no tejidas spunbond no solo se relacionan con las propiedades de las fibras, sino también con su estructura reticular. Cuanto más finas sean las fibras, mayor será el grado de desorden en su disposición al colocar la red; cuanto más uniforme sea la red, mayor será el número de fibras por unidad de área, menor será la relación de resistencia longitudinal y transversal de la red, y mayor será la resistencia a la rotura. Por lo tanto, es posible mejorar la uniformidad de las telas no tejidas spunbond y aumentar su resistencia a la rotura aumentando el volumen de aire de succión. Sin embargo, si el volumen de aire de succión es demasiado grande, es fácil provocar la rotura del alambre y el estiramiento es demasiado fuerte. La orientación del polímero tiende a ser completa y su cristalinidad es demasiado alta, lo que reduce la resistencia al impacto y el alargamiento a la rotura, aumenta la fragilidad y, por lo tanto, disminuye la resistencia y el alargamiento de la tela no tejida. En base a esto, se puede observar que la resistencia y el alargamiento de las telas no tejidas spunbond aumentan y disminuyen regularmente con el aumento del volumen de aire de succión. En la producción real, es necesario ajustar el proceso adecuadamente según las necesidades y la situación real para obtener productos de alta calidad.
Temperatura de laminación en caliente
La red de fibras formada por el estiramiento de las fibras se encuentra suelta y debe laminarse en caliente y unirse para formar un tejido. El laminado en caliente es un proceso en el que las fibras de la red se ablandan y funden parcialmente mediante rodillos de laminación en caliente a cierta presión y temperatura, y las fibras se unen para formar un tejido. La clave reside en controlar adecuadamente la temperatura y la presión. La función del calentamiento es ablandar y fundir las fibras. La proporción de fibras ablandadas y fundidas determina las propiedades físicas del tejido.telas no tejidas spunbondA temperaturas muy bajas, solo una pequeña porción de fibras con menor peso molecular se ablanda y se funde, y hay muy pocas fibras unidas entre sí bajo presión. Las fibras en la red de fibras son propensas a deslizarse, y las telas no tejidas tienen menor resistencia a la rotura, pero mayor elongación. El producto es suave al tacto, pero propenso a la formación de pelusa. A medida que la temperatura de laminación en caliente aumenta gradualmente, la cantidad de fibras ablandadas y fundidas aumenta, la unión de la red de fibras se vuelve más firme, las fibras son menos propensas a deslizarse, la resistencia a la fractura de la tela no tejida aumenta y la elongación se mantiene relativamente alta. Además, debido a la fuerte afinidad entre las fibras, la elongación aumenta ligeramente. Cuando la temperatura aumenta significativamente, la mayoría de las fibras en el punto de presión se funden y las fibras se convierten en grumos fundidos, comenzando a volverse quebradizas. En este momento, la resistencia de la tela no tejida comienza a disminuir, y la elongación también disminuye significativamente. La sensación al tacto es muy dura y quebradiza, y la resistencia al desgarro también es baja. Además, los distintos productos tienen distintos pesos y espesores, y la temperatura de ajuste del laminador en caliente también varía. Para productos delgados, hay menos fibras en el punto de laminación en caliente y se requiere menos calor para el ablandamiento y la fusión, por lo que la temperatura de laminación en caliente requerida es menor. En consecuencia, para productos gruesos, la temperatura de laminación en caliente requerida es mayor.
Presión de laminación en caliente
En el proceso de unión por laminado en caliente, la función de la presión en la línea de laminación en caliente es compactar la red de fibras, lo que provoca que las fibras en la red experimenten cierto calor de deformación y ejerzan plenamente el efecto de conducción térmica durante el proceso de laminado en caliente. Esto hace que las fibras ablandadas y fundidas se unan firmemente entre sí, aumentando la fuerza de adhesión entre las fibras y dificultando su deslizamiento. Cuando la presión en la línea de laminación en caliente es relativamente baja, la densidad de compactación de las fibras en el punto de presión en la red de fibras es baja, la fuerza de unión de las fibras no es alta, la fuerza de sujeción entre las fibras es baja y las fibras son relativamente fáciles de deslizar. En este momento, la tela no tejida spunbond tiene una sensación al tacto relativamente suave, un alargamiento a la fractura relativamente alto y una resistencia a la fractura relativamente baja. Por el contrario, cuando la presión en la línea es relativamente alta, la tela no tejida spunbond resultante tiene una sensación al tacto más dura, un menor alargamiento a la rotura, pero una mayor resistencia a la rotura. Sin embargo, cuando la presión en la línea del laminador en caliente es demasiado alta, el polímero ablandado y fundido en el punto de laminación en caliente de la banda de fibra presenta dificultades para fluir y difundirse, lo que también reduce la tensión de fractura de la tela no tejida. Además, el ajuste de la presión en la línea también está estrechamente relacionado con el peso y el grosor de la tela no tejida. Durante la producción, se debe realizar una selección adecuada según las necesidades para producir productos que cumplan con los requisitos de rendimiento.
En resumen, las propiedades físicas y mecánicas detela no tejida spunbond de polipropilenoLos productos no se determinan por un solo factor, sino por la combinación de varios. En la producción real, se deben seleccionar parámetros de proceso razonables según las necesidades y condiciones de producción reales para producir telas no tejidas spunbond de alta calidad que satisfagan diversas necesidades. Además, la gestión rigurosa y estandarizada de la línea de producción, el mantenimiento minucioso de los equipos y la mejora de la calidad y la competencia de los operadores también son factores clave para mejorar la calidad del producto.
Dongguan Liansheng Tecnología no tejida Co., Ltd.Se fundó en mayo de 2020. Es una empresa de producción de telas no tejidas a gran escala que integra investigación, desarrollo, producción y ventas. Produce telas no tejidas spunbond de PP de varios colores con un ancho inferior a 3,2 metros, desde 9 gramos hasta 300 gramos.
Hora de publicación: 29 de noviembre de 2024