(Ramaiah Kotra & Haoming Rong)
ملت بلون (MB) فرآیندی است برای تولید شبکه های الیاف دار یا کالاهای که مستقیماً از پلیمرها یا رزین ها با استفاده از هوا با شتاب بالا یا نیروی مشخص دیگری برای باریک کردن تارها .
فرآیند MB یکی از جدید ترین و آخرین پیشرفت های فرآیند های بدون بافت است. این فرایند منحصربه فرد است زیرا تقریباً بطور انحصاری برای تولید میکرو فیبرها نسبت به فیبرهایی با سایز معمولی فیبرهای پارچه ای بیشتربکار برده می شوند. قطر میکرو فیبرهای MB معمولاً در دامنه 2 تا 4 میکرون می باشد. اگر چه آنها ممکن است به کوچکی 0.1 میکرون و به بزرگی 10 تا 15 میکرون باشند. تفاوت های بین فیبرهای MB بی بافت و دیگر محصولات بی بافت همانند درجه نرمی ، پوشش ، شفافیت و تخلخل عموماٌ می تواند به عنوان تفاوت ها در سایز تارها ردیابی شود.
1. تاریخچه
تکنولوژی اساسی برای تولید این میکروفیبرها اولین بار تحت حمایت دولت ایلات متحده در اوایل سالهای 1950 توسعه داده شد. آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی کار تولید میکروفیبرها را برای جمع آوری ذرات رادیواکتیو در بالای اتمسفر بنیاد نهاد. اهمیت این کار توسط Exxon شناخته شد و در اواسط سالهای 1960 یک برنامه پیشرفته بنیان نهاده شد. 5 سال بعد یک مدل نمونه ای اولیه اختراع شد و بطور موفقیت آمیزی تولید میکروفیبرها را نشان داد. در حال حاضر Exxon بیشتر گواهی نامه ها ومشخصه های تولید میکروفیبرهای بی بافت و تجهیزات MB را توسعه داده است. در 20 سال گذشته فعالیت هایی خارج از تکنولوژی Exxon وجود داشته است و اختراع هایی بوسیله کمپانی هایی مانند 3M کسب شده بود.کمپانی 3M فرایندهایی را برای ساخت میکروفیبرها و مخلوط میکروفیبرها با فیبرهای پارچه ای در حد دنیر (Denier : واحد اندازه گیری نرمی تار یا نایلون یا سیلک) توسعه داده است که ظاهراً برتر از اختراع های Exxon بوده است. Exxon سالها با پشتکار حمایت خود را از تحقیق و توسعه MB ادامه داده است. سهم مهمی از تلاشهای حمایت شده Exxon اکنون در دانشگاه Tennessee, Knoxville هدایت شده است.تولید کننده های مهم ملت بلون در آمریکای شمالی شامل Hollingsworth and Vose, Kimberly-Clark, 3M, Fleetguard Filter, PGI Nonwovens, BBA Nonwovens First Quality Nonwovens and Johns Manville.
2. فرآیند
بیشترین تعریف معمول پذیرفته شده و جاری برای فرایند ملت بلون این هست: فرایند یک مرحله ایی است که در آن هوای با شتاب بالا در رزین مذاب ترموپلاست از نوک قالب بیرون دهنده (اکسترودر) به داخل کانوایر یا صفحه جذب کننده دمیده میشود برای شکل دادن الیاف نازک و شبکه های خودپیوندی.
فرایند ملت بلون (MB) مشابه Spunbond(SB) است که در یک فرایند یک پارچه رزین ها را به الیاف بدون بافت تبدیل می کند. طرح شماتیک MB در شکل 1 نشان داده شده است. یک فرایند MB نوعی شامل عناصر زیر است: بیرون دهنده (اکسترودر) ، پمپ های اندازه گیری ، مونتاژ قالب، ساختمان شبکه و پیچنده.
2.1 بیرون دهنده (اکسترودر)
یکی از مهمترین عناصر در همه فرایندهای پلیمری است.شامل یک بشکه داغ با یک پیچ چرخان داخل آن است که در شکل 2 نشان داده شده است. عملکرد اصلی آن مذاب کردن گلوله های پلیمری یا گرانول ها و تغذیه آنها به مرحله بعدی است.
حرکت جلوبرنده گلوله ها در اکسترودر در امتداد دیواره های داغ بشکه بین پره های پیچ می باشد. ذوب شدن گلوله ها در اکسترودر، بعلت گرما و اصطکاک بین جریان ویسکوز (گرانروی) و عمل مکانیکی بین پیچ و دیواره ها است. 4گرما دهنده مختلف در اکسترودر وجود دارد بطوریکه به ترتیب افزاینده تنظیم شده است.
اکسترودر به 3 ناحیه تقسیم شده است:
i. منطقه تغذیه : در منطقه تغذیه گلوله ها پیش گرم می شوند و به منطقه های بعدی هل داده می شوند.
ii. منطقه انتقال : منطقه انتقال دارای یک کانال با عمق نزولی است که پلیمرهای ذوب شده را فشرده و یکنواخت میکند.
iii. منطقه اندازه گیری: این آخرین منطقه اکسترودر است جایی که هدف اصلی که تولید ماکسیمم فشار برای پمپ کردن پلیمر مذاب در جهت جلوبرنده است. در این نقطه، صفحات شکننده، فشار تولید شده را بوسیله یک صفحه فشرده که در نزدیکی پیچ تخلیه قرار داده شده است، کنترل می کند.
صفحات شکننده همچنین ، هر ناخالصی را همانند کثیفی ، ذرات خارجی ، ذرات فلزی و تکه های درشت پلیمرهای مذاب را تصفیه و خارج می کند.
شکل 2- طرح اکسترودر (بیرون دهنده)
2.2 پمپ اندازه گیری
پمپ اندازه گیری یک جابجاکننده در جهت مثبت و وسیله ای با حجم ثابت برای یکنواخت کردن مذاب ها و تحویل آن به قالب مونتاژ است.
این اطمینان را می دهد که جریان همسان از پلیمر تمیز تحت فرایندهای تغییر در ویسکوزیته ، فشار و دما مخلوط شده باشد. پمپ اندازه گیری بطور نوعی دارای 2 قسمت توری داخلی و شمارنده دندانه های چرخ دوار است. جابجایی مثبت به وسیله پر کردن هر دندادنه چرخ دنده با پلیمر در سمت مکش پمپ و انتقال به اطراف پمپ تخلیه انجام می شود که در شکل 3 نشان داده شده است. پلیمر مذاب از چرخ دنده به سیستم توزیع ماده اولیه (feed) می رود تا جریان همسان را در نوک قالب مونتاژ فراهم کند. (یا مونتاژ فیبر شکل یافته)
شکل 3-طرح پمپ اندازه گیری
2.3 قالب مونتاژ
قالب مونتاژ مهمترین عنصر در فرایند ملت بلون است. شامل 3 مؤلفه مجزا میباشد : توزیع پلیمرها برای مرحله بعدی ، قسمت نوک قالب و مانیفلد هوا (چند راهه های هوا)
i. توزیع مواد اولیه : توزیع مواد اولیه (feed) در قالب ملت بلون به 2 علت بسیار حساس تر است از توزیع در یک قالب غشاءی یا ورقه ای. اول اینکه قالب MB بطور معمول تنطیم کننده مکانیکی برای تنظیم و جبران اختلاف جریان پلیمر در راستای عرض قالب ندارد. دوم فرایند ، اغلب در دامنه دمایی کار می کند که سقوط ناگهانی دمای پلیمرها بسرعت انجام می شود. توزیع مواد اولیه (feed) معمولاً به روشی طراحی شده است که توزیع پلیمرکمتر به توزیع مشخصات برش پلیمر وابسته باشد. این مشخصه اجازه می دهد که ملت بلونی از مواد پلیمری مختلف گسترده ای با یک سیستم توزیع داشته باشیم. توزیع مواد اولیه (feed) ، جریان و زمان ماندن در سرتاسر عرض قالب هردو را متعادل می کند. بطور اساسی 2 نوع توزیع مواد اولیه در قالب ملت بلون به خدمت گرفته شده است: نوع T (مخروطی و غیر مخروطی) و نوع قلاب چنگکی. در حال حاضر نوع قلاب چنگکی برای توزیع مواد اولیه بسیار مورد استفاده است زیرا که هر دو زوج جریان پلیمر و زمان اقامت در امتداد کل عرض قالب را ارائه می کند.
ii. نوک قالب: از کانال توزیع مواد اولیه، پلیمر مذاب بطور مستقیم به نوک قالب می رود. یکنواختی شبکه بطور زیادی وابسته به طراحی و ساخت نوک آن است. بنابراین نوک قالب در فرایند MB به تلرانس خیلی بسته ای احتیاج دارد که ساخت آن را بسیار پر هزینه می کند. نوک قالب ، پهن ، توخالی و قسمت باریک آن از فلزیی است که دارای صد ها روزنه در سرتاسر عرض آن است. پلیمر مذاب از این روزنه ها عبور داده می شود تا رشته های تار شکل پیدا کنندکه سپس بوسیله هوای داغ نازک می شوند تا فیبرهای نازکی در نوک قالب شکل پیدا کنند، روزنه های کوچکتر معمولاً بکار گرفته می شوند تا با آنهایی که عموماً در ریسندگی هر یک فیبر یا فرایندهای SPUNBOND استفاده می شوند ؛ مقایسه شوند. نوک یک قالب نوعی دارای روزنه ای با قطر در حدود 0.4 میلیمتر می باشد که در هر 1 تا 4 میلیمتر قرار گرفته است.( 25 تا 100 در هر اینچ)
نوک قالب مورد استفاده، 2 نوع می باشد: نوع مویین و نوع مارپیچی(سوراخ مته ای) . برای نوع مویین ، روزنه های خاص بطور واقعی شیاردار می شوند بطوریکه به سمت داخل سطح صاف هدایت شوند و سپس با شیارهای یکسان به سمت سطح جفت شونده هدایت می شوند. دو نیمه ای که جفت شده اند بطور دقیق ردیف شده اند تا یک ردیف از دهانه ها یاسوراخ هایی را شکل دهند بطوریکه در شکل 4 نشان داده شده است.
بااستفاده از نوع مویین از مشکلات مربوط به دقیق کردن مته کاری سوراخهای خیلی کوچک جلوگیری می شود. بعلاوه لوله های مویین بطور دقیقی می توانند ردیف شوند بطوریکه سوراخها با دقت ، یک خط راست را دنبال کنند. نوع سوراخ های مته کاری شده (مارپیچی) دارای سوراخ های بسیار کوچک که به وسیله مته مکانیکی یا تخلیه الکتریکی جفتی در یک بلوک فلزی تکی مته کاری شده ، می باشد. همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است.
شکل 4 – طرح نوک قالب
در طول فرایند کل قالب مونتاژ، بوسیله گرمادهنده خارجی بطور بخش بخش گرم می شود تا دماهای مطلوب فرایند بدست آید. این مهم است که دمای قالب بدقت نشان داده شود تا به تولید شبکه های یکسان منجر شود. دمای نوعی قالب در دامنه °C215 تا °C340 می باشد.
iii. مانیفلد هوا ( چند راهه های هوا) : مانیفلد هوا ، هوای داغ با شتاب بالا را در امتداد شیارهای سمت بالا و پایین نوک قالب تأمین می کند.(معمولاً بعنوان هوای اولیه شناخته می شود) در شکل 5 دیده می شود. دامنه دمای نوعی °C230 تا °C360 در شتاب های 5/0 تا 8/0 سرعت صوت می باشد.
2.4 شکل گیری شبکه
بزودی پلیمر مذاب از سوراخ های قالب بیرون رانده می شود، جریان هوای داغ با شتاب بالا خارج شده از سمت های بالا و پایین نوک قالب ، جریان پلیمر را بشکل میکروفیبرها نازک می کند. هنگامی که جریان هوای داغ شامل میکروفیبرها که از بین پرده جمع کننده (کلکتور) پیش می رود؛ مقدار زیادی هوای احاطه کننده مجاور(که هوای ثانویه نامیده میشود) را می کشد تا فیبرها را سرد و جامد کند . همانطور که در شکل 5 دیده میشود. سپس فیبرهای جامد شده (متبلور شده) بصورت تصادفی داخل صفحه کلکتور قرار داده می شوند تا یک شبکه بدون بافت خود پیوندی شکل یابد. فیبرهای جامد شده (متبلور شده) بدلیل آشفتگی در جریان هوا به صورت تصادفی کار گذاشته می شوند(و اغلب به تعداد زیادی گیر می افتند) . اما یک بایاس کوچکی در راستای دستگاه وجود دارد که به علت حرکت کلکتور به بعضی سمت گیری ها انتقال داده است. سرعت کلکتورو فاصله کلکتور از نوک قالب می تواند در تولید شبکه های ملت بلون مختلف می تواند تغییر کند. معمولاً یک مکنده بزرگ در داخل صفحه کلکتور بکار برده می شود تا هوای داغ را پس بگیرد و فرایند کار گذاشتن فیبرها را تسهیل کند.
2.5 پیچاندن
شبکه ملت بلون معمولاً به دور یک هسته مقوایی پیچیده می شود و سپس بر طبق الزام نهایی مصرف، فراوری می شود. ترکیب فیبرهای گرفتار و فیبرچسبیده به فیبردیگر عموماً یک شبکه به قدر کافی بهم پیوسته را تولید می کند به اندازه ای که شبکه می تواند بدون چسبندگی بیشتر به آسانی بکار برده شود. هر چند پیوند اضافه و فرایند های تکمیلی ممکن است مجدداً برای این شبکه ملت بلون بکار رود.
2.6 پیوند زدن (چسباندن)
پیوندزدن اضافه روی فیبر چسبیده و فیبرهای گرفتار که هنگام کار گذاشتن( خواباندن) اتفاق می افتد؛ برای اصلاح مشخصه های شبکه بکار گرفته می شود.
چسب حرارتی تکنیکی است که معمولاً بیشتر استفاده می شود. چسباندن می تواند هر دو حالت چسباندن سطحی یا نقطه ای باشد. چسباندن عموماً برای افزایش استقامت شبکه و مقاومت در برابر سایش بکار میرود.در نتیجه افزایش سطح چسبندگی ، شبکه سفت تر وکمتر مشابه پارچه می شود.
2.7 تکمیل
اگرچه بی بافت ها وقتی در انتهای خط تولید انباشته می شوند ؛ با ملاحظه تکمیل می شوند ، خیلی از آنها عملیات فیزیکی و شیمیایی اضافه ای مانند غلتک زنی، آراسته کردن و برجسته کردن و پوشاندن ، کمی حرارت عقب افتاده را دریافت می کنند. بعضی از این عملیات ها می تواند حین تولید انجام شود در صورتی که بقیه باید در عملیات های جداگانه تکمیلی انجام شود.
3 . متغیر های فرایند
متغیر های فرایند می تواند به 3 گروه تقسیم شود: متغیرهای دستگاهی یا مؤثر و متغیر های خارج از خط(offline) و متغیرهای موادی.
3.1 متغیرهای دستگاه
متغیرهای دستگاه اغلب متغیرهای مؤثر نامیده می شوند، بستگی به دستگاه دارد میتواند هنگامی که تجهیزات کار می کنند تغییر کند. این متغیر ها شامل دمای هوا، دمای پلیمر یا قالب ، فاصله کلکتور تا قالب، سرعت کلکتور، قابلیت عبوردهی هوا و پلیمر است. همه این ها در مشخصات نهایی شبکه بی بافت تأثیر می گذارند.
i. قابلیت عبوردهی پلیمرو جریان هوا: هر دو سرعت پلیمر و یا جریان هوا، قطر نهایی فیبر ، فیبرهای گرفتار ، وزن بنیادی و منطقه نازک شدن را کنترل می کند.
ii. دمای پلیمر ، قالب و هوا : این متغیر ها با سرعت جریان هوا ترکیب می شوندو روی یکنواختی ، ترکیب ساچمه ای (گلوبول های بزرگ از پلیمرهای غیر فیبری که از نظر قطر از فیبرهای شبکه بزرگترند) ، شکل طنابی و ذرات جداشده معلق ، ظاهر پارچه ای شکل و حس نرمی و سفتی تأثیر می گذارد.
iii. فاصله کلکتور تا قالب: این روی ظاهر محصول ، چسب حرارتی بین فیبرها و وزن پایه اثرمی گذارد.
3.2 متغیر های آفلاین:
متغیرهای افلاین در طول مدتی که فرایند کار می کند ثابت هستند و فقط هنگامی می تواند تغییر کند که دستگاه کار نمی کند. این متغیر ها ، گپ هوا( شکاف هوا) ، زاویه هوا ، عقب نشینی قالب و اندازه سوراخ قالب هستند.
i. اندازه سوراخ قالب: اندازه سوراخ قالب همراه با عقب نشینی قالب روی اندازه فیبر تأثیر می گذارد.
ii. گپ هوا : روی درجه شکستگی فیبرها به وسیله کنترل کردن فشار هوای خروجی تأثیر می گذارد.
iii. زاویه هوا:که آن سرشت هوا را کنترل می کند. به عبارت دیگر اگر زاویه هوا به 90 درجه نزدیک شود باعث جدایی یا آشفتگی فیبرها در درجات بالا می شود که آن نیز منجر به توزیع تصادفی فیبر می شود. در یک زاویه 30 درجه فیبرهای موازی یا طنابی شکل ، به شکل ناپایداری همانند حلقه های متمرکز فیبرهای تولیدشده ، ته نشین می شوند. این ساختار غیر مطلوب است. در زوایای بزرگتر از 30 درجه نازک شدن علاوه بر آن شکستن فیبرها اتفاق می افتد.
3.3 متغیر های موادی : متغیر های موادی شامل انواع پلیمر ، وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی ، ویسکوزیته مذاب ، افزودنی های پلیمر و اندازه های گلوله های پلیمر(پودری یا گرانولی) می شود. فرایند ملت بلون در رنج گسترده ای از پلیمرها برحسب ویسکوزیته و مخلوطها جوابگو می باشد.
4. مشخصات شبکه:
i. یکنواختی : یکنواختی شبکه بوسیله 2 پارامتر مهم کنترل می شود: توزیع یکنواخت فیبر در جریان هوا و تنظیم درست سطح خلأ تحت شکل دادن سیم یا تسمه. توزیع غیر یکنواخت فیبر در جریان هوا می تواند نتیجه طرح ضعیف قالب و از محدوده غیر یکنواخت جریان هوا به داخل جریان یکنواخت هوا باشد. خلأ تحت شکل گیری مدیا باید طوری تنظیم شده باشد که همه جریان هوا را از میان مدیا بکشد و فیبرها را در جای خود محکم نگه دارد. بطور کلی نزدیک کردن قالب به شکل استوانه ای شکل یا تسمه ای برای یکنواختی شبکه بهتر است.
ii. مشخصه های محصول: شبکه ملت بلون معمولا دارای محدوده گسترده ای از مشخصه های محصول است. اصلی ترین مشخصه های محصول شبکه های ملت بلون در ادامه می آیند:
1. جهت یابی تصادفی فیبرها
2. پایین آوردن اسقامت شبکه تا اعتدال ، نتیجه استحکام از گیراندازی مکانیکی و نیروهای اصطکاکی
3. بطور کلی کدری (ناشفافی) بالا (دارای فاکتور پوشش عالی)
4. محدوده قطر فیبرها از 5/0 تا 30 متر اما بطور نمونه از 2 تا 7 متر
5. دامنه های وزن پایه از g/m2 8 تا 350 و بطور نمونه ای از g/m2 20 تا 200
6. میکروفیبرها یک رویه عالی برای عایق کاری خوب و فیلتراسیون مهیا می کنند.
7. فیبرها یک طرح صیقلی و سطح مقطع دایره ای دارند .
8. بیشتر شبکه های ملت بلون لایه لایه یا دارای ساختار توفالی هستند.تعداد لایه ها با وزن پایه افزایش می یابد.
طول فیبرها در شبکه متغیراست؛ می تواند در محدوده ای از طول چند میلیمتر تا صدها سانتیمتر تولید شود. معمولاً در محدوده عریضی وجود دارند. سطح مقطع نیز متغیر است ، محدوده ای از دایره ای تا پهن شکل و دیگر متغیرها دارند .
iii. عیوب : 3 عیب اصلی که در تولید ملت بلون اتفاق می افتد: طنابی شدن ،ساچمه ای شدن و ذرات جداشده معلق.
طنابی شدن به علت کنترل نکردن آشفتگی ها در جریان هوا و جابجایی فیبرها در طول مدت و بعد از کار گذاشته شدن ایجاد می شود. نقص ها همانند یک رگه دراز و باریک ، کشیده و دراز و رگه کلفت در شبکه مشاهده می شودوخیلی کم به رشته تابیده شباهت دارد. ساچمه ها کوچکند و ذرات کروی پلیمر در طول عمل دمیدن شکل گرفته اند. بطور کلی ساچمه ها از دماهای بی نهایت بالا یا به علت وزن مولکولی کم پلیمر نتیجه شده اند. ذرات جداشده معلق عیبی است که مستقیماً داخل شبکه نمی رود اما در عوض محیط مجاور را آلوده می کند.
ذرات جداشده معلق از میکروفیبرهای بسیار کوچک وبسیار باریک تشکیل شده اند که در هنگام کار گذاشتن در درون استوانه یا تسمه گیر افتاده اند. این می تواند به سبب شرایط دمیدن بسیار شدید ایجاد شده باشد.
5. خصوصیت ساختار فرایند:
ساختار شبکه در یک محصول MB بطور ذاتی ایزوتروپیک است. تعجب آور نیست که شکل شبکه ، یک فرایند کارگذاشتن (خواباندن) هوا است. مفهومش اینست که فیبرها بر حسب جهت دستگاه و جهت مقطع یک توزیع تصادفی دارند . در نتیجه مشخصات فیزیکی به طور نرمال نیز ایزوتروپیک خواهد بود.اگر مطلوب باشد، جهت گیری فیبرها در شبکه می تواند با استفاده از شرایط فرایندی انتخاب شده؛ اریب باشد. نشان داده شده است که ظرفیت PP پلیمر تأثیر قابل توجهی روی مشخصات فیزیکی شبکه حاصل دارد. قطر متوسط فیبر، استحکام کششی ، مدول اولیه و نرمی و چگالی شبکه با افزایش ظرفیت افزایش می یابد. اگرچه کاهش در هر دو عامل فشار تا حد شکست و انرژی لازم برای شکستن ، سرشت شکننده شبکه توزیع شده در ظرفیت بالا را نمایش می دهد. افزایش قطر فیبرها به تورم قالب و تغییر در نسبت پلیمر به هوا برای یک سرعت جریان هوای داده شده ثبت می شود. افزایش در سرعت جریان هوا مسبب هیچ تغییر عمده ای در میانگین قطر فیبرها ندارد. اندازه روزنه های قالب فقط تأثیر حداقلی روی میانگین قطر فیبرها دارد. قطر متوسط فیبرها در میکروفیبرهای MB می تواند با رزین مخصوص بکار فته و شرایط فرایندی انتخاب شده ، کنترل شود. قطر میکروفیبرهای نمونه ای میتواند به باریکی 2 میکرون یا کمتر باشد. در نتیجه کاهش قطر فیبرها ، تعداد فیبرها و مساحت رویه نتیجه شده به شدت افزایش می یابد.
6. نوع پلیمر
نوع پلیمر یا رزین بکار رفته خاصیت ارتجاعی و نرمی ، تر شوندگی، رنگ پذیری، مقاومت شیمیایی و دیگر مشخصات مربوط به فیبرهای شکل یافته را تعریف خواهد کرد. یکی از دستاوردهای تکنولوژی ملت بلون ، دست یافتن به پلیمرهای مختلفی به خوبی پلیمرهای مخلوط شده است. بعضی پلیمرها، که می تواند ملت بلون باشد، در زیر لیست شده است، اگر چه لیست کامل نیست :
1) پلی پروپیلن که برای فراوری آسان است و شبکه خوبی می سازد.
2) پلی اتیلن که بسیار مشکل تر از پلی پروپیلن که به تارهای باریک شبکه تبدیل شود. پلی پروپیلن به دلیل خاصیت کشسانی در حالت ذوبی اش ، مشکل است که کشیده شود.
3) PBT (poly-butylene terephalate) براحتی فراوری می شود و فیبرهای شبکه خیلی نرم و نازک تولید می کند.
4) نایلون 6 براحتی فراوری می شود و شبکه های خوبی تولید می کند.
5) نایلون 11 به خوبی داخل شبکه فراوری می شود که احساس چرم مانند غیرطبیعی دارد.
6) پلی کربنات فیبرهای شبکه بسیار نرمی تولید می کند.
7) پلی(4 متیل 1پنتن) به خوبی هوا را می کشد و شبکه بسیار نرم و کرک مانندی تولید می کند.
8) پلی استرین مواد به شدت نرمو کرک مانندی تولید می کند که بطور ذاتی بدون عیب ساچمه ای شدن است.
پلیمری در حد گسترده با بیشترین کاربرد کهMFR بالایی دارد، پلی پروپیلن است. پلی پروپیلن با ویسکوزیته پایینش، نقطه ذوب پایینی دارد و براحتی به داخل فیبرها کشیده می شود. پلی پروپیلن % 70 تا % 80 کل تولیدات آمریکای شمالی را شامل می شود.
توانایی انجام ملت بلون اصلی و PET های بازیافته همچنین، تحت مطالعه می باشد. شبکه های PET گرایش بسیار قوی به شرینگ شدن دارد. بسته به سرعت و جریان هوای بکار رفته ، شبکه های PET تولید شده به دلیل جهت گیری مولکولی در سطح بالا ؛ در یک سرعت بالای جریان هوا بیشتر از آنهایی که در سرعت پایین جریان هوا شرینگ می شوند .
به عنوان وسایل امکان پذیر تولید PET بدون بافت ملت بلون با دمای ثابت؛ تنظیم گرمای شبکه هایPET یا متناوباً کاربرد PBT (پلی بوتیلن ترافالات) پیشنهاد می شود.
7. اصلاحات عمده فرایند
بسته به شبکه ملت بلون ، فرایند اصلاحات اضافی می تواند انعطاف پذیری عالیی را بر حسب طراحی های جدید و محصولات نو ایجاد کند. ترکیبات کامپوزیتی پیوسته برای تکمیل استحکام محدود فیزیکی شبکه های ملت بلون معمولی همچنین برای افزایش دیگر مشخصات بکار رفته است. این خصیصه بطور مؤثری در ساختار SMS که برپایه سیستم 3پلی شامل لایه های
(Spunbond/meltblown/spunbond) بهره برداری شده است که یک ساختار مرکب کمکی ، فیبرهای مکمل و مشخصات شبکه ملت بلونی با استحکام و چقرمگی تارهای سطحی Spunbond می دهد. لمینت دار کردن با انواع مختلف شیت ها و همچنین شبکه ها دامنه مشخصات موفقیت پذیر سیستم های ملت بلون را توسعه داده است. در طول فرایند ملت بلون ، برای افزایش دادن حالت ارتجاعی و جذب پذیری ، دیگر فیبرها و مواد اکتیوکربن یا جذب کننده عالی می تواند به داخل شبکه ملت بلون دمیده شود.
بیشترین موفقیت برجسته این ساختارهای Coform به وسیله شرکت Kimberly-Clark تولید شده است. این ساختارها شامل یک مخلوط اولیه از فیبرهای ملت بلون و فیبرهای خمیری شکل کوتاه چوبی می شوند. با متغیر کردن سرعت 2 فیبر داده شده یک دامنه وسیعی از تولیدات می تواند تولید شود. مانند ساختار Coform که روی یک یا دو سطح اغلب با تارهای Spunbond مخلوط می شوند تا یک محصول اضافی با قابلیت تغییر پذیر ایجاد کند. مخلوط ها با دیگر انواع فیبرها نیزتولید شده است مانند 3M's Thinsulate® که مخلوط شده از پلی پروپیلن (PP) یا پایه پلی استر با شبکه های ملت بلون.
8. کاربردها
سیستم ملت بلون منحصربفرد است زیرا که فرایند فیبرهای نازکی تولید می کند که در دیگر فرایندهای بدون بافت در دسترس نیست. فیبر میکرو دنیر (کمتر از 1/0 دنیر در هر تار) به عنوان مواد اولیه یک تار بدون بافت واقعاً در دسترس نیست. بنابراین فرایند ملت بلونی که بتواند همانند یک فیبر تولید کند ، دورنماهای جدیدی از محصولات و کاربردها باز می کند. در حال حاضر به بخش هایی از بازارهای زیر بطور موفقیت آمیزی به وسیله محصولات ملت بلون خدمت شده است:
i. مدیای تصفیه کننده : این بخش از بازار میرود تا به بزرگترین تک تقاضا تبدیل شود. معروفترین کاربرد مدیای فیلتر،ماسک جراحی است.کاربردهایی شامل هردو حالت مایع و گازی را شامل می شود. بعضی از آنها در فیلترهای کارتریجی یافت می شوند، فیلترهای اتاق تمیز و غیره.
ii. فیبرهای پزشکی : دومین بازار بزرگ ملت بلون کاربرد در پزشکی و جراحی است. بخش عمده آن بازار لباس های یکبار مصرف و بخش بسته بندی استریلیزه است.
iii. محصولات پزشکی: محصولات ملت بلون در 3 نوع محصول بهداشتی و محافظتی بکار می رود: دستمال بهداشتی زنانه ، لایه رویی پارچه ( بچه) از SB-MB و محصولات جذبی برای دفع غیراختیاری بزرگسالان.
iv. جذب کننده های روغن : مواد ملت بلون در گونه های مختلفی از اشکال فیزیکی طراحی شده اند تا مواد روغنی را جذب کنند. معروفترین کاربرد، استفاده مواد جذب کننده برای برداشتن چربی از سطح آب ؛ مانند مواجه شدن با ریختن تصادفی روغن؛ و برای پارچه ها در فروشگاههای اتومبیل و در صنایع نیروگاهی است.
v. لباس : کاربردهای لباس محصولات ملت بلون در 2 بخش بازار می گنجد : عایق بندی حرارتی ، پارچه های صنعتی یکبار مصرف ، لایه زیری برای چرم های سنتتیک . مصارف در عایق های حرارتی از میکروحفره هایی در ساختار پرشده با هوای ساکن ، که نتیجه خوبی در عایق حرارتی میدهد، بهره می برد.
vi. چسب های هات ملت: فرایندهای ملت بلون یک مشخصه مخصوص دارد، تقریباً در هر نوع از ماده ترموپلاستیک میتواند بکار برده شود. بنابراین کار فرمولاسیون چسب هات ملت برای ایجاد کردن یک مشخصه خاص با استفاده از سیستم ملت بلون به طور عمده ای می تواندآسان شود تا شبکه چسبنده یکنواخت نهایی شکل یابد.
vii. خصوصیات الکترونیکی : 2 کاربرد عمده در بازار الکترونیک برای شبکه های ملت بلون وجود دارد: یکی از آنها فیبرهای خطی در دیسکت های فلاپی کامپیوتر است و دیگری جداکننده باتری و به عنوان عایق در خازن است.
viii. کاربردهای متفرقه : کاردبرد جالب در این بخش تولید چادرها وپارچه های بدون بافت قابل ارتجاع که ظاهری شبیه یک تارپیوسته محصول Spunbond می باشد.
9. پیچیدگی تکنولوژی ملت بلون:
فرایند ملت بلون یک فرایند پیچیده است که شامل آشفتگیی است که بطور ناچیزی توسط دانشمندان کنونی درک شده است. ایزوله کردن فاکتورهای عملی (آزمایشگاهی) مشکل است زیرا برهم کنش زیاد متغیر محیط های چند رشته ای و فاکتور هایی مانند رطوبت اتاق فرایند و دمای فرونشاند هوا بطور گسترده ای شرایط مرزی را تغییر میدهد.
محیط کاری فرایند برای پلیمرهای ملت بلون موفق بسیار محدود است. بر حسب تولید شبکه هایی با کیفیت قابل پذیرش ، یکی باید در رنج درستی از پارامترها ی فرایندباشد و دامنه پلیمرها مختلف باشد.
برخلاف عمل ریسندگی مذاب ها، تقریباً بطور مجازی در ملت بلون هیچ کنترلی روی یک تار منحصربفرد وجود ندارد. خیلی مشکل است که مشخصات یا ساختار تارهای ملت بلون را پیش گویی کرد زیرا عایق سازی متغیرها در محیط چند رشته ای بسیار مشکل است. مقایسه محصولات ملت بلون با سایر محصولات بی بافت بسیار مشکل است به دلیل آنکه آنها به طور کامل در عملکرد و طبیعت متفاوتند. بیشتر پارچه های بی بافت طوری طراحی می شوند تا همانند پارچه های بافت دار یا بافتنی عمل کنند ، اگرچه معمولاً در یک عملکرد یا مشکل مالی بطور عمومی می تواند با همان پارچه ها جایگزین شود.
با استثناهای محدود مانند بعضی پاک کننده ها ، محصولات ملت بلون برای استفاده به عنوان یک پارچه طراحی نشده اند. آنها عموماً به شکل شیت تولید شد اند اما با تفاوت در کاهش استقامت فیزیکی متداول بافت ها یا پارچه های بی بافت. از طرف دیگر با وجود تحقیقات گران و پیشرفته در این زمینه ، تعداد کمی از مطالعات تحقیقاتی منتشر شده است. در اصل به صورت محرمانه و رقابت طبیعی در کار اجرا می شود. هر چند مطبوعات درای حق امتیاز قابل ملاحظه ای در دسترس است.
10. مقایسه ملت بلون با Spunbond
فرایندهای MBو SB از دید تجهیزات و اپراتورها یکسان و مشابه هستند.دو تفاوت عمده بین یک فرایند نوعی MB و فرایند SB که هوا را بعنوان نازک کننده بکار می برد عبارتست از :
i. دما و حجم هوای بکار رفته در نازک کردن رشته ها
ii. مکانی که رشته ها کشیده می شوندیا نیروی نازک کننده عمل می کند.
یک فرایند ملت بلون مقدار زیادی هوا با دمای بالا را برای نازک کردن تارها به کار می برد.دمای هوا بطور نوعی برابر یا اندکی بیشتر از دمای ذوب پلیمر است. در مقابل ، فرایند SPUNBOND عموماً یک حجم کمتری از هوای نزدیک به دمای محدوده را بکار می برد تا ابتدا فیبرها را سرد و سپس نازک کند.در فرایند ملت بلون ، کشیدن یا نیروی نازک کردن در نوک قالب بکار برده می شود، وقتی پلیمر هنوز در حالت مذاب باشد. کاربرد این نیرو در این نقطه برای شکل دهی میکروفیبرها ایده ال است اما اجازه جهت گیری به پلیمر را نمی دهد تا یک مشخصه فیزیکی خوبی بسازد. در فرایند SPUNBOND این نیرو در بعضی فواصل از قالب یا تارساز بکار میرو.بعد از اینکه پلیمر سرد و جامد شده باشد. کاربرد این نیرو در این نقطه شرایطی را ایجاد می کند که برای جهت گیری پلیمرها لازم است و در نتیجه مشخصات فیزیکی بهبود یافته است اما قابل هدایت برای شکل گیری میکروفیبرها نیست.
11.تجهیزات فرایند
اگر فرایند MB بطور مفهومی ساده تر است، شبکه هایی با کیفیت بالا در ابعاد تجاری نیازمند طراحی دقیق و سوار کردن تجهیزات هستند. در رفتار مشابه با تکنولوژی SB ، تعداد زیادی از سازنده های شبکه های ملت بلون مانند 3M و Freudenberg دارای تکنولوژی اختصاصی پیشرفته هستند. بیشتر فرایندهای MB در بازار اکنون بر پایه فرایند Exxon هستند. نمای تجهیزات فرایند ؛ که می تواند عمودی یا افقی باشد؛ بسیار ساده تر و فشرده تر ازSB است. طرح عمودی وقتی ترجیح داده می شود که چندید قالب بکار رفته باشند اما طرح افقی وقتی ترجیح داده می شود که یک قالب بکار رفته باشد. فضای عمودی مورد نیاز بسته به فاصله کلکتور از قالب معمولاً حداقلی از 20 فوت است. فضای افقی مورد نیاز بسته به عرض کلی قالب و محصول نهایی مورد نیاز است معمولاً فضای عمودی از فضای افقی 3 برابر کمتر مورد نیازاست .خلاصه طرح نشان داده شده در ادامه ، مؤلفه های خط MB کامل را نشان میدهد.
12. جنبه های اقتصادی شبکه های ملت بلون
صرفه شبکه های ملت بلون از فاکتورهای زیادی از جمله انرژی ، سرمایه گذاری بزرگ و تغییر سرعت تولید متأثر است. در رابطه با انرژی ، فرایند MB نوعی در حدود kWh/kg 7 تا 8 از فرایند پلیمر مصرف می کند. در حالی که فرایند SB نوعی در حدود kWh/kg 2 تا3 مصرف می کند.
فرایند MB بسیار انرژی بر است به علت اینکه هوای فشرده داغ برای نازک کردن فیبرها استفاده می شود.این نتیجه میدهد که تولید بسیار پرهزینه است . بطور نوعی oz 2 مواد PP SB $0.12 to $0.24/yd2 هزینه می برد. در حالی که MB با همان مقدار $0.32-$0.37/ yd2 هزینه می برد.
سرمایه گذاری اولیه خط تولید ملت بلون بسیار کمتر از SB است. بطور نوعی SB 3 تا 4 برابر بیشتر از ملت بلون است.اگرچه سرعت تولید SB بعلت تعداد زیاد سوراخ های تارساز که می تواند در قالب های SB ترکیب شود.بطور ذاتی سریعتر از MB است .
13. پتانسیل های ملت بلون
تکنیک MB برای تولید محصولات بدون بافت پیش بینی شده است که در سالهای اخیر یکی ازسریعترین رشد ها درصنعت بدون بافت ها داشته باشد. با توسعه جاری و مطلوب نمی توان سؤال کرد که ملت بلون خوب است که یکی از تکنواوژی های عمده بدون بافت شود؟. همچنین پیشرفت های تکنیکی هدف و ابزار این تکنولوژی را درمنطقه افزایش می دهند.کاربرد ساختارهای خاص پلیمر بدون شک مواد جدید بدون بافت را عرضه خواهد کرد که در رقابت با دیگر تکنولوژی ها قابل حصول نخواهد بود. کار قابل توجه برای اصلاح مرحله دمیدن به چیزها، به اسپری کردن بسیار وابسته است. که همچنین میرود که ضربه ای بر این تکنولوژی بزند و محصولات از آن مشتق شوند. بنابراین یک آینده قدرتمند و روشن برای این تکنولوژی قابل پیش بینی است.
منبع : سایت تولیدی بازرگانی هما
========================
تولیدی و بازرگانی هما
اولین و بزرگترین تولید کننده و طراح فیلتر های پلی پروپیلن، نخ تابیده ، فیلترهای کربنی و خاص
و
تنها نماینده انحصاری دستگاه تصفیه آب Sure Life در ایران
ما اولین تولید کننده فیلتر در ایران هستیم هدف ما جلب رضایت شما و تضمین کیفیت میباشد
الکترودیالیز برای تصفیه آب شور ناشی از حفاری های نفتی
