معدل البثق مقابل خصائص الألياف في المواد غير المنسوجة المنصهرة

ماذا يعني "معدل البثق" في آلة الأقمشة غير المنسوجة المنفوخة بالذوبان

على أ آلة الأقمشة غير المنسوجة المنصهرة ، معدل البثق هو إنتاجية ذوبان البوليمر التي يتم تسليمها إلى القالب. في الإنتاج اليومي، من المفيد التعبير عن ذلك على النحو التالي:

• الإنتاجية لكل حفرة (جم/دقيقة/ثقب): الأفضل لمقارنة القوالب بأعداد الثقوب المختلفة.
• الإنتاجية لكل عرض يموت (كجم/ساعة/م): عملي للتخطيط على مستوى الخط والتحكم في الوزن الأساسي.
• إجمالي إخراج الطارد (كجم/ساعة): ملائم، لكنه يخفي تأثيرات هندسة القالب.

نية الكلمة الرئيسية " كيف يؤثر معدل البثق على خصائص الألياف "هو في الأساس سؤال يتعلق بتوازن الكتلة: عندما تدفع كتلة بوليمر أكثر من خلال نفس نظام التوهين (هندسة قالب الهواء الساخن DCD)، يجب أن تتغير فيزياء تكوين الألياف ما لم تقم بزيادة طاقة السحب بشكل متناسب.

لماذا يغير معدل البثق تكوين الألياف

1) التدفق الشامل مقابل طاقة السحب المتاحة

يتم تخفيف الألياف الذائبة بواسطة الهواء الساخن عالي السرعة. إذا لم تتغير سرعة/درجة حرارة الهواء وقمت برفع معدل البثق، فيجب أن يتمدد الهواء المزيد من الكتلة لكل وحدة زمنية. النتيجة النموذجية هي أكبر متوسط قطر الألياف و أ توزيع قطر أوسع إلا إذا قمت أيضًا بزيادة طاقة الهواء (درجة الحرارة والضغط/التدفق) أو تعديل إعدادات القالب/السكين الهوائية.

2) زمن المكوث وثبات درجة حرارة الذوبان

بمعدلات أعلى، يقضي المصهور وقتًا أقل في الطارد ومضخة الذوبان. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل التوازن الحراري ورفع التدرجات الحرارية. إذا كانت درجة حرارة الذوبان تختلف عبر القالب، فإن قطر الألياف وتجانس الشبكة سيختلفان عبر العرض.

3) تأثيرات اللزوجة والمرونة

بالنسبة لدرجات ذوبان الـPP الشائعة (تدفق الذوبان العالي)، تُترجم تغييرات اللزوجة الصغيرة إلى تغيرات ملحوظة في القطر. يمكن أن يؤدي ارتفاع معدل البثق إلى زيادة تسخين القص في القالب وتغيير اللزوجة الظاهرة، مما قد يساعد أو يضر التوهين اعتمادًا على مدى استقرار التحكم في درجة الحرارة. من الناحية العملية: إذا كان التحكم في درجة حرارة الخط محكمًا، فإن القص الأعلى يمكن أن يساعد في التدفق قليلاً؛ إذا لم يكن الأمر كذلك، فإنه يضخم التباين.

خصائص الألياف الأكثر حساسية لمعدل البثق

قطر الألياف وتوزيعها

في معظم عمليات النفخ الذائب، يؤدي زيادة معدل البثق في ظروف الهواء الثابتة إلى زيادة قطر الألياف. من الأمثلة العملية التي يتم مشاهدتها غالبًا في خطوط PP المخصصة للترشيح:

• وفي حالة "متوازنة"، قد تكون الألياف متوسطة ~2-4 ميكرومتر .
• بعد زيادة الإنتاجية دون زيادة سحب الهواء، يمكن أن تنجرف المتوسطات إلى ~4-7 ميكرومتر ، مع المزيد من الألياف الخشنة وعدد أقل من الألياف متناهية الصغر.

يعتمد التحول الدقيق على ريولوجيا البوليمر، وقطر/تباعد فتحة القالب، وفجوة فتحة الهواء، وضغط/تدفق الهواء، ومسافة القالب إلى المجمع (DCD)، ولكن الاتجاه ثابت: كتلة أكبر بنفس السحب تميل إلى إنتاج ألياف أكثر سمكًا.

الطلقة والخرز والألياف "الحبال".

عندما يرتفع معدل البثق إلى ما هو أبعد من قدرة التوهين، قد لا يرجفان تيار الذوبان بشكل كامل. تشمل الأعراض الخرز/الطلقات (قطرات البوليمر)، والألياف الشبيهة بالشريط، وحزم الألياف المحلية. من القواعد التشغيلية المفيدة أن بداية الطلقة تتزامن عادة مع أي من:

• عدم كفاية الزخم الجوي بالنسبة لتدفق الكتلة الجديد (ضغط الهواء/التدفق منخفض جدًا بالنسبة للمعدل)، أو
• درجة حرارة ذوبان منخفضة للغاية عند الناتج الأعلى (يذوب لزجًا جدًا بحيث لا يخفف بسلاسة).

توحيد الويب وملف تعريف الوزن الأساسي

تزيد الإنتاجية العالية من خطر خطوط الوزن الأساسي ذات الاتجاه المتقاطع (CD) إذا كان انخفاض ضغط القالب وتوزيع درجة الحرارة غير منتظمين. من الناحية العملية، إذا تغيرت درجة حرارة القالب ببضع درجات فقط، فإن حالة المعدل الأعلى غالبًا ما تجعل عيوب المظهر الجانبي أكثر وضوحًا لأن نافذة العملية تضيق.

حجم المسام ومساحة السطح

تقلل الألياف الخشنة من مساحة السطح المحددة وتزيد عادةً من حجم المسام الفعال. يمكن أن يكون ذلك مفيدًا لوسائط تدفق الهواء، ولكنه يمكن أن يقلل من كفاءة الحاجز إذا كان المنتج يعتمد على ألياف دقيقة لاعتراض الجزيئات.

التأثير على أداء الترشيح والحاجز

بالنسبة للترشيح (وسائط القناع، التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، المرشحات الصناعية)، يعد توزيع قطر الألياف هو المحرك الأساسي لكفاءة الالتقاط وانخفاض الضغط. عندما يزيد معدل البثق ويصبح قطر الألياف أكبر (دون تعويض سحب الهواء)، فإن التغييرات النموذجية هي:

• كفاءة أقل عند نفس الوزن الأساسي (عدد أقل من المتناهية الصغر، مساحة سطح أقل).
• انخفاض الضغط يمكن أن يحدث (مسام أكبر)، ولكن هذا لا يكون دائمًا مربحًا إذا انخفضت الكفاءة كثيرًا.
• مزيد من التباين من دفعة إلى دفعة إذا كان التحكم في درجة الحرارة/الضغط هامشيًا، لأن التشغيل بمعدل أعلى غالبًا ما يؤدي إلى تضييق النافذة المستقرة.

إذا تم استخدام الشحن الإلكتريت، فإن قطر الألياف لا يزال مهمًا: حتى مع الشحن، فإن التحول من الألياف التي تتكون في الغالب من ~ 2 إلى 4 ميكرومتر إلى ألياف ~ 5 إلى 8 ميكرومتر يمكن أن يقلل من مساهمة الالتقاط الميكانيكي، مما يفرض مستويات شحن أعلى أو وزنًا أساسيًا أعلى للحفاظ على نفس تصنيف الترشيح.

نوافذ العملية العملية وما يمكن توقعه عند معدل البثق المنخفض مقابل المرتفع

تتمثل إحدى الطرق العملية لتحديد نافذة "آمنة" في تحديد هدف للألياف (على سبيل المثال، غالبًا ما تعطي وسائط الترشيح الأولوية لجزء كبير من الدقائق متناهية الصغر) ثم العثور على أعلى معدل بثق لا يزال يفي بحدود القطر/الطلقة عندما تكون درجة حرارة/ضغط الهواء، وDCD، وسرعة المجمع عند نقاط ضبط مستدامة.

كيفية ضبط معدل البثق دون فقدان جودة الألياف

عند زيادة معدل البثق، تعامل مع الأمر على أنه تغيير منسق عبر "حزمة السحب" المنصهرة. الهدف هو الحفاظ على قدرة التوهين متناسبة مع تدفق الكتلة بحيث تظل خصائص الألياف مستقرة.

ضبط سير العمل خطوة بخطوة

1. قم بتأمين مقاييس الجودة الخاصة بك أولاً: نطاق قطر الألياف المستهدف، والحد الأقصى لعدد اللقطات المسموح بها، وتحمل الوزن الأساسي، وحدود الترشيح/نفاذية الهواء.
2. زيادة معدل البثق بزيادات صغيرة (على سبيل المثال، 2-5% الخطوات) مع الحفاظ على سرعة المجمع وإعدادات الهواء ثابتة لمراقبة الاتجاه الطبيعي للتغيير.
3. إذا خشنت الألياف، قم بالتعويض عن طريق زيادة طاقة السحب: ارفع تدفق/ضغط الهواء الأساسي و/أو درجة حرارة الهواء ضمن حدود المعدات، ثم أعد التحقق من توزيع القطر.
4. إذا ظهرت طلقة، قم بمعالجتها على الفور: إما خفض المعدل أو زيادة زخم/درجة حرارة الهواء؛ تحقق أيضًا من ثبات درجة حرارة الذوبان في مناطق القالب.
5. إعادة توازن الوزن الأساسي: بمجرد استعادة جودة الألياف، قم بضبط سرعة المجمع لتصل إلى جرام لكل متر مربع مع الحفاظ على حالة الألياف المستقرة الجديدة.

ما هي إعدادات الماكينة التي تتحرك عادةً بمعدل البثق

• درجة حرارة الهواء الأساسية وتدفق/ضغط الهواء (تضيف قوة السحب).
• مسافة القالب إلى المجمع (DCD) والشفط (تؤثر على تبريد الألياف ووضعها وانفتاح الويب).
• ملف تعريف درجة حرارة الذوبان واستقرار مضخة الذوبان (يقلل من تباين القرص المضغوط مع ارتفاع الإنتاج).

الوجبات الجاهزة التشغيلية: نادراً ما يؤدي رفع معدل البثق وحده إلى زيادة الإنتاج "مجاناً". في معظم الحالات، يتطلب الحفاظ على نفس خصائص الألياف سعة هوائية/حرارية إضافية أو قبول بنية ألياف أكثر خشونة.

قائمة التحقق من استكشاف الأخطاء وإصلاحها عندما يؤدي ارتفاع معدل البثق إلى حدوث عيوب

الأعراض الشائعة والأسباب المحتملة

• زيادة اللقطة/الخرز: تم تجاوز قدرة التوهين؛ زخم الهواء منخفض جدًا؛ تذوب باردة جدًا/لزجة عند القالب.
• ينتقل قطر الألياف إلى الأعلى: زيادة الإنتاجية دون زيادة متناسبة في طاقة الهواء؛ انجراف درجة الحرارة المتغيرة اللزوجة.
• خطوط الأقراص المضغوطة أو النطاقات الثقيلة: تضخم عدم انتظام درجة حرارة القالب عند التدفق العالي؛ التلوث/الانسداد الجزئي؛ تموج مضخة الذوبان.
• البقع المندمجة / المناطق الشبيهة بالفيلم: وضع شديد الحرارة، أو DCD قصير، أو تدفق جماعي محلي مفرط مما يتسبب في هبوط الألياف قبل التصلب.

الإجراءات التصحيحية السريعة (الأكثر فعالية أولاً)

1. قم بتقليل معدل البثق إلى آخر نقطة مستقرة وتأكد من اختفاء العيوب (يثبت الحد الأقصى للسعة مقابل الاضطراب العشوائي).
2. قم بزيادة سحب الهواء (التدفق/الضغط أولاً، ثم درجة الحرارة) أثناء مراقبة قطر الألياف وطلقتها.
3. تثبيت ملف تعريف درجة حرارة القالب (التحقق من التحكم في المنطقة والعزل ودقة المستشعر عبر العرض).
4. تحقق من ترشيح الذوبان، وحالة حزمة الشاشة، ونظافة القالب في حالة استمرار وجود خطوط أو طلقة متقطعة.

ما يجب توثيقه للتحكم في خصائص الألياف على المدى الطويل

لإدارة كيفية تأثير معدل البثق باستمرار على خصائص الألياف على أ آلة الأقمشة غير المنسوجة المنفوخة ، احصل على "بصمة عملية" موجزة لكل درجة منتج:

• يتم التعبير عن معدل النتوء كـ جم/دقيقة/ثقب (أو كجم/ساعة/م) بالإضافة إلى عدد دورات مضخة الذوبان في الدقيقة وضغط القالب.
• درجة حرارة الهواء الأولية وإعداد ضغط الهواء/التدفق.
• DCD، الشفط، سرعة المجمع، والوزن الأساسي المستهدف.
• النتائج المقاسة: قطر الألياف (المتوسط ​​والانتشار)، وعدد الطلقات (أو التصنيف النوعي)، ونفاذية الهواء/انخفاض الضغط، وكفاءة الترشيح (إذا كان ذلك مناسبًا).

عندما يتم تتبع هذه المدخلات معًا، تصبح تغيرات معدل البثق قابلة للتنبؤ بها: إذا كان هناك حاجة إلى معدل أعلى، يمكنك التخطيط مسبقًا لتعديلات الهواء/الحرارة المطابقة بدلاً من الاستجابة لخسائر الجودة بعد حدوثها.