スパンボンド不織布の製造工程では、様々な要因が製品の物理的特性に影響を与える可能性があります。これらの要因と製品性能の関係を分析することで、工程条件を適切に管理し、高品質で幅広い用途に使用可能なポリプロピレンスパンボンド不織布製品を製造することができます。ここでは、スパンボンド不織布の物理的特性に影響を与える主な要因を簡単に分析し、皆様と共有したいと思います。
ポリプロピレンスライスのメルトインデックスと分子量分布
ポリプロピレンスライスの主な品質指標は、分子量、分子量分布、等方性、メルトインデックス、灰分です。紡糸に使用されるPPチップの分子量は100000〜250000ですが、実践では、ポリプロピレンの分子量が約120000で、最大許容紡糸速度も高い場合に溶融物のレオロジー特性が最適であることが示されています。メルトインデックスは溶融物のレオロジー特性を反映するパラメータであり、スパンボンドに使用されるポリプロピレンスライスのメルトインデックスは通常10〜50です。ウェブに紡糸する過程で、フィラメントは1回の空気流のドラフトのみを受け取り、フィラメントのドラフト比は溶融物のレオロジー特性によって制限されます。分子量が大きいほど、つまりメルトインデックスが小さいほど、流動性が悪くなり、フィラメントによって得られるドラフト比は小さくなります。ノズルから溶融物を吐出する条件が同じ場合、得られるフィラメントの繊維径も大きくなり、スパンボンド不織布の手触りは硬くなります。メルトインデックスが高いと、溶融物の粘度が低下し、レオロジー特性が良好で、伸長抵抗が低下し、同じ伸長条件下では伸長率が高くなります。高分子の配向度が高くなると、スパンボンド不織布の破断強度も高くなり、フィラメントの繊度も低下するため、布地の手触りは柔らかくなります。同じプロセスでは、ポリプロピレンのメルトインデックスが高いほど、繊度は小さくなり、破断強度は高くなります。
分子量分布は、ポリマーの重量平均分子量（Mw）と数平均分子量（Mn）の比（Mw/Mn）で測定されることが多く、分子量分布値と呼ばれます。分子量分布値が小さいほど、溶融樹脂のレオロジー特性が安定し、紡糸工程も安定するため、紡糸速度の向上につながります。また、溶融樹脂の弾性率と引張粘度が低くなるため、紡糸時の応力が軽減され、PPの伸長性が向上し、より細い繊維が得られます。さらに、ネットワークの均一性も良好で、手触りと均一性も良好です。
紡糸温度
紡糸温度の設定は、原料のメルトインデックスと製品の物理的特性に対する要求に依存する。原料のメルトインデックスが高いほど、紡糸温度は高くなり、メルトインデックスが低いほど紡糸温度は低くなる。メルト粘度が高いと紡糸が困難になり、繊維が切れたり、硬くなったり、粗くなったりしやすくなり、製品の品質に影響を与える。そのため、メルト粘度を下げてレオロジー特性を向上させるために、一般的には温度を上げる方法が採用される。紡糸温度は繊維の構造と特性に大きな影響を与える。紡糸温度が低いほど、メルトの延伸粘度が高くなり、延伸抵抗が大きくなり、フィラメントを延伸するのが難しくなる。同じ細さの繊維を得るためには、低温での延伸気流速度を比較的高くする必要がある。したがって、同じプロセス条件下では、紡糸温度が低いと繊維は延伸されにくい。繊維は細さが細く、分子配向が低いため、スパンボンド不織布は破断強度が低く、破断伸びが高く、手触りが硬いという特徴があります。紡糸温度が高いほど、繊維の伸びが良く、繊維の細さが小さく、分子配向が高く、これがスパンボンド不織布の高い破断強度、小さな破断伸び、柔らかい手触りに反映されています。ただし、特定の冷却条件下では、紡糸温度が高すぎると、得られたフィラメントが短時間で十分に冷却されず、延伸過程で一部の繊維が破断して欠陥を形成する可能性があることに注意する必要があります。実際の生産では、紡糸温度は220〜230℃の間で選択する必要があります。
冷却成形条件
フィラメントの冷却速度は、成形工程中のスパンボンド不織布の物理的特性に大きな影響を与えます。溶融ポリプロピレンが紡糸口金から出た後、急速かつ均一に冷却されると、結晶化速度が遅く、結晶度が低くなります。得られた繊維構造は不安定な円盤状の液晶構造となり、延伸時に大きな伸長率に達する可能性があります。分子鎖の配向性が向上し、結晶度がさらに高まり、繊維の強度が向上し、伸びが低減します。これは、スパンボンド不織布の破壊強度が高く、伸びが低い場合に現れます。ゆっくり冷却すると、得られた繊維は安定した単斜晶系の結晶構造となり、繊維の伸長を助長しません。これは、スパンボンド不織布の破壊強度が低く、伸びが大きい場合に現れます。そのため、成形工程では、冷却風量の増加と紡糸室温度の低下が通常用いられ、スパンボンド不織布の破断強度の向上と伸度の低下が図られます。また、フィラメントの冷却距離は、その性能と密接に関連しています。スパンボンド不織布の製造において、冷却距離は通常50～60cmの範囲で選択されます。
描画条件
絹糸中の分子鎖の配向は、単糸の引張強度と破断伸度に影響を与える重要な要因です。配向度が高いほど単糸は強くなり、破断伸度は小さくなります。配向度はフィラメントの複屈折で表すことができ、値が大きいほど配向度が高いことを意味します。ポリプロピレンの溶融物が紡糸口金から出た際に形成される一次繊維は、結晶化度と配向度が比較的低く、繊維の脆性が高く、破断しやすく、破断伸度が大きいという特徴があります。繊維の特性を変えるには、ウェブを形成する前に、必要に応じて様々な程度に延伸する必要があります。スパンボンド生産繊維の引張強度は主に冷却風量と吸引風量の大きさに依存します。冷却風量と吸引風量が大きいほど、延伸速度が速くなり、繊維が十分に延伸されます。分子配向が増加し、繊度が細くなり、強度が増加し、破断時の伸びが減少します。紡糸速度4000m / minでポリプロピレンフィラメントの複屈折は飽和値に達しますが、ウェブに紡糸される気流延伸プロセスでは、フィラメントの実際の速度は一般的に3000m / minを超えることが困難です。そのため、要求が厳しい状況では、延伸速度を大胆に上げることができます。ただし、一定の冷却風量の条件下では、吸引風量が大きすぎてフィラメントの冷却が不十分な場合、ダイの押し出し部位で繊維が破断しやすく、射出ヘッドが損傷し、生産と製品品質に影響を与えます。したがって、実際の生産においては適切な調整を行う必要があります。
スパンボンド不織布の物性は、繊維の性質だけでなく、繊維の網目構造にも関係しています。繊維が細いほど、網目を敷設する際の繊維配列の乱れが大きく、網目が均一で、単位面積あたりの繊維数が多く、網目の縦横の強度比が小さく、破断強度が大きくなります。そのため、吸引空気量を増やすことで、スパンボンド不織布製品の均一性を向上させ、破断強度を高めることができます。しかし、吸引空気量が多すぎると、断線が発生しやすく、伸縮が強くなりすぎます。ポリマーの配向が完全になりやすく、ポリマーの結晶度が高くなりすぎて、衝撃強度と破断時の伸びが低下し、脆さが増加し、不織布の強度と伸びの低下につながります。これに基づき、スパンボンド不織布の強度と伸度は、吸引空気量の増加に伴い規則的に増減することがわかります。実際の生産においては、高品質な製品を得るためには、ニーズと実際の状況に応じてプロセスを適切に調整する必要があります。
熱間圧延温度
繊維を延伸して形成された繊維ウェブは、緩い状態にあり、熱間圧延と接着によって布地となる。熱間圧延接着とは、ウェブ中の繊維を一定の圧力と温度で熱間圧延ロールに当て、部分的に軟化・溶融させ、繊維同士を接着して布地を形成する工程である。重要なのは、温度と圧力を適切に制御することである。加熱の機能は、繊維を軟化・溶融させることである。軟化・溶融した繊維の割合が、布地の物理的特性を決定する。スパンボンド不織布。 非常に低温では、分子量の低い繊維のごく一部だけが軟化して溶融し、圧力下で結合した繊維はごくわずかです。繊維ウェブ中の繊維は滑りやすく、不織布は破断強度は低いですが、伸びは大きくなります。製品は柔らかく感じますが、毛羽立ちやすいです。熱間圧延温度が徐々に上昇するにつれて、軟化して溶融した繊維の量が増え、繊維ウェブの結合がより緊密になり、繊維が滑りにくくなり、不織布の破断強度が増加し、伸びは依然として比較的大きいです。さらに、繊維間の強い親和性により、伸びはわずかに増加します。温度が大幅に上昇すると、圧力点の繊維の大部分が溶融し、繊維が溶融塊になり、脆くなり始めます。このとき、不織布の強度が低下し始め、伸びも大幅に低下します。手触りは非常に硬くて脆く、引き裂き強度も低いです。さらに、製品によって重量や厚さが異なるため、熱間圧延機の温度設定も異なります。薄い製品の場合、熱間圧延点上の繊維が少なく、軟化・溶融に必要な熱量も少ないため、必要な熱間圧延温度は低くなります。一方、厚い製品の場合、必要な熱間圧延温度は高くなります。
熱間圧延圧力
熱間圧延接着工程において、熱間圧延機の線圧の役割は、繊維ウェブを圧縮し、ウェブ中の繊維に一定の変形熱を与え、熱間圧延工程中の熱伝導効果を十分に発揮させ、軟化溶融した繊維をしっかりと接着させ、繊維間の接着力を高め、繊維が滑りにくくすることです。 熱間圧延線圧が比較的低い場合、繊維ウェブ内の圧力点における繊維の圧縮密度が悪く、繊維接着強度が高くなく、繊維間の保持力が悪く、繊維が比較的滑りやすいです。 このとき、スパンボンド不織布の手触りは比較的柔らかく、破断伸びは比較的大きく、破断強度は比較的低くなります。 逆に、線圧が比較的高い場合、得られるスパンボンド不織布の手触りは硬く、破断伸びは低くなりますが、破断強度は高くなります。しかし、熱間圧延機の線圧が高すぎると、繊維ウェブの熱間圧延点で軟化溶融したポリマーの流れが悪くなり、拡散しにくくなり、不織布の破断張力も低下します。また、線圧の設定は不織布の重量や厚さとも密接に関係しています。生産においては、性能要件を満たす製品を生産するために、ニーズに応じて適切な線圧を選択する必要があります。
要約すると、ポリプロピレンスパンボンド不織布製品の品質は単一の要因によって決定されるのではなく、様々な要因の複合的な影響によって決定されます。実際の生産においては、様々なニーズに対応できる高品質のスパンボンド不織布製品を生産するために、実際のニーズと生産条件に応じて適切なプロセスパラメータを選択する必要があります。さらに、生産ラインの厳格な標準化管理、設備の綿密なメンテナンス、そして作業者の質と熟練度の向上も、製品品質を向上させるための重要な要素です。
東莞連盛不織布技術有限公司2020年5月に設立されました。研究開発、生産、販売を一体化した大規模な不織布生産企業です。幅3.2メートル未満、9グラムから300グラムまで、様々な色のPPスパンボンド不織布を生産できます。
投稿日時: 2024年11月29日