Co znamená „rychlost vytlačování“ na stroji na netkané textilie vyfukované z taveniny

Na a Stroj na netkané textilie foukané z taveniny rychlost vytlačování je průtok taveniny polymeru dodávaný do formy. V každodenní produkci je nejužitečnější vyjádřit to takto:

• Propustnost na díru (g/min/otvor): nejlepší pro porovnávání matric s různým počtem děr.
• Propustnost na šířku matrice (kg/h/m): praktické pro plánování na úrovni linky a kontrolu plošné hmotnosti.
• Celkový výkon extrudéru (kg/h): pohodlné, ale skrývá efekty geometrie matrice.

Klíčové slovo záměr „ Jak rychlost vytlačování ovlivňuje vlastnosti vlákna “ je v zásadě otázka hmotnostní bilance: když protlačíte více polymerní hmoty stejným útlumovým systémem (geometrie trysky s horkým vzduchem DCD), fyzika tvorby vláken se musí posunout, pokud proporcionálně nezvýšíte tahovou energii.

Proč rychlost vytlačování mění tvorbu vláken

1) Hmotnostní tok vs. dostupná čerpací energie

Tavenina foukaná vlákna jsou utlumena vysokorychlostním horkým vzduchem. Pokud se rychlost/teplota vzduchu nezmění a zvýšíte rychlost vytlačování, vzduch se musí natáhnout více hmoty za jednotku času. Typický výsledek je větší průměrný průměr vlákna a širší distribuce průměru pokud zároveň nezvýšíte energii vzduchu (teplotu, tlak/průtok) nebo nezměníte nastavení matrice/vzduchového nože.

2) Doba zdržení a stabilita teploty taveniny

Při vyšších rychlostech tavenina stráví méně času v extrudéru a čerpadle taveniny. To může snížit tepelnou rovnováhu a zvýšit teplotní gradienty. Jestliže se teplota taveniny mění napříč tryskou, průměr vlákna a stejnoměrnost pásu se budou měnit po šířce.

3) Vlivy viskozity a elasticity

U běžných druhů PP foukaných z taveniny (vysoký tok taveniny) se malé změny viskozity promítají do znatelných posunů průměru. Vyšší rychlost vytlačování může zvýšit smykové zahřívání v matrici a změnit zdánlivou viskozitu, což může pomoci nebo poškodit útlum v závislosti na tom, jak stabilní je regulace teploty. Prakticky: pokud je regulace teploty vedení těsná, vyšší smyk může mírně napomáhat proudění; pokud ne, zesiluje variabilitu.

Vlastnosti vlákna nejcitlivější na rychlost vytlačování

Průměr a rozložení vláken

Ve většině sestav vyfukovaných z taveniny se při zvýšení rychlosti vytlačování za konstantních podmínek vzduchu zvětšuje průměr vlákna. Praktický příklad často viděný u filtračních PP linek:

• Při „vyváženém“ stavu mohou vlákna průměrovat ~2–4 μm .
• Po zvýšení propustnosti bez zvýšení odběru vzduchu mohou průměry klesnout na ~4–7 μm s více hrubými vlákny a méně ultrajemnými.

Přesný posun závisí na reologii polymeru, průměru/rozteči otvoru v matrici, mezeře vzduchové štěrbiny, tlaku/průtoku vzduchu a vzdálenosti mezi tryskou a kolektorem (DCD), ale směr je konzistentní: větší množství hmoty při stejném dloužení má tendenci vytvářet tlustší vlákna.

Broky, korálky a „provazová“ vlákna

Když rychlost vytlačování stoupne nad útlumovou kapacitu, proud taveniny nemusí plně fibrilovat. Symptomy zahrnují kuličky/výstřely (kapky polymeru), stuhovitá vlákna a místní svazování vláken. Užitečným provozním pravidlem je, že začátek výstřelu se obvykle shoduje s buď:

• Nedostatečná hybnost vzduchu pro nový hmotnostní průtok (tlak vzduchu/průtok příliš nízký pro rychlost), popř
• Příliš nízká teplota tání při vyšším výkonu (tavenina je příliš viskózní, aby plynule utlumila).

Jednotnost webu a profil plošné hmotnosti

Vyšší propustnost zvyšuje riziko proužků plošné hmotnosti v příčném směru (CD), pokud pokles tlaku v matrici a rozložení teploty nejsou jednotné. V praxi, pokud se teplota lisovnice mění pouze o několik stupňů, vyšší rychlost často způsobí, že defekty profilu jsou viditelnější, protože se procesní okno zužuje.

Velikost pórů a povrch

Hrubší vlákna zmenšují specifický povrch a typicky zvětšují efektivní velikost pórů. To může být výhodné pro média proudící vzduch, ale může to snížit účinnost bariéry, pokud produkt závisí na jemných vláknech, aby zachytila ​​částice.

Vliv na výkon filtrace a bariéry

Pro filtraci (masková média, HVAC, průmyslové filtry) je distribuce průměru vláken primární hnací silou účinnosti zachycení a poklesu tlaku. Když se rychlost vytlačování zvýší a průměr vlákna se zvětší (bez kompenzace tahu vzduchu), typické změny jsou:

• Nižší účinnost při stejné plošné hmotnosti (méně ultrajemných, nižší povrch).
• Nižší tlaková ztráta může dojít (větší póry), ale není to vždy výhra, pokud účinnost příliš klesá.
• Větší variabilita šarže od šarže pokud je regulace teploty/tlaku okrajová, protože provoz s vyšší rychlostí často zpřísňuje stabilní okno.

Pokud se použije elektretové nabíjení, průměr vlákna stále záleží: i při nabíjení může přechod z převážně ~2–4 μm vláken na vlákna ~5–8 μm snížit příspěvek mechanického zachycení, což si vynutí vyšší úrovně nabití nebo vyšší plošnou hmotnost, aby se zachovala stejná hodnota filtrace.

Praktická procesní okna a co očekávat při nízké vs. vysoké rychlosti vytlačování

Praktickým způsobem, jak definovat „bezpečné“ okno, je nastavit cíl vlákna (například filtrační médium často upřednostňuje vysokou frakci ultrajemných) a pak najít nejvyšší rychlost vytlačování, která stále splňuje limity průměru/výstřelu, když jsou teplota/tlak vzduchu, DCD a rychlost kolektoru na udržitelných nastavených hodnotách.

Jak vyladit rychlost vytlačování bez ztráty kvality vlákna

Když zvýšíte rychlost vytlačování, považujte to za koordinovanou změnu napříč taveninou foukaným „balíčkem kreslení“. Cílem je udržet útlumovou kapacitu úměrnou hmotnostnímu průtoku, aby vlastnosti vlákna zůstaly stabilní.

Pracovní postup ladění krok za krokem

1. Nejprve uzamkněte své metriky kvality: cílový rozsah průměru vláken, maximální povolený počet výstřelů, toleranci plošné hmotnosti a limity filtrace/propustnosti vzduchu.
2. Zvyšte rychlost vytlačování po malých krocích (např. 2–5 % kroky), při zachování konstantní rychlosti kolektoru a nastavení vzduchu, aby byl dodržen přirozený směr změny.
3. Pokud vlákna zhrubnou, kompenzujte to zvýšením čerpací energie: zvyšte průtok primárního vzduchu/tlak a/nebo teplotu vzduchu v rámci limitů zařízení, poté znovu zkontrolujte rozložení průměru.
4. Pokud se objeví výstřel, okamžitě to řešte: buď snižte rychlost, nebo zvyšte hybnost/teplotu vzduchu; také ověřit stabilitu teploty taveniny v zónách formy.
5. Znovu vyvažte základní hmotnost: jakmile se obnoví kvalita vlákna, upravte rychlost sběrače tak, aby dosáhla gsm při zachování nového stabilního stavu vlákna.

Které nastavení stroje se obvykle mění s rychlostí vytlačování

• Teplota primárního vzduchu a průtok/tlak vzduchu (přidává odběrný výkon).
• Vzdálenost mezi matricí a kolektorem (DCD) a sání (ovlivňuje chlazení vlákna, pokládání a otevřenost pásu).
• Teplotní profil taveniny a stabilita čerpadla taveniny (snižuje kolísání CD se stoupajícím výkonem).

Provozní s sebou: samotné zvýšení rychlosti vytlačování jen zřídka zvyšuje výkon „zdarma“. Ve většině případů vyžaduje zachování stejných vlastností vláken dodatečnou vzduchovou/tepelnou kapacitu nebo přijetí hrubší struktury vláken.

Kontrolní seznam pro odstraňování problémů, když vyšší rychlost vytlačování způsobuje vady

Běžné příznaky a pravděpodobné příčiny

• Zvýšení záběru/korálků: překročena útlumová kapacita; hybnost vzduchu je příliš nízká; tavenina příliš studená/viskózní v matrici.
• Průměr vlákna se posouvá nahoru: zvýšení průchodnosti bez proporcionálního zvýšení energie vzduchu; teplotní drift měnící se viskozita.
• CD pruhy nebo těžké kapely: nerovnoměrnost teploty trysky zesílená při vyšším průtoku; kontaminace/částečné ucpání; zvlnění čerpadla taveniny.
• Stavená místa / oblasti podobné filmu: příliš horké položení, krátký DCD nebo nadměrný lokální tok hmoty způsobující přistání vláken před ztuhnutím.

Rychlá nápravná opatření (nejefektivnější jako první)

1. Snižte rychlost vytlačování na poslední stabilní bod a potvrďte, že defekty zmizely (prokáže limit kapacity vs. náhodné porušení).
2. Zvyšte přísun vzduchu (nejprve průtok/tlak, potom teplotu) a zároveň sledujte průměr vlákna a záběr.
3. Stabilizujte teplotní profil matrice (ověřte zónovou kontrolu, izolaci a přesnost snímače po celé šířce).
4. Zkontrolujte filtraci taveniny, stav síta a čistotu matrice, pokud pruhy nebo přerušovaný výstřel přetrvávají.

Co dokumentovat k dlouhodobé kontrole vlastností vláken

Aby bylo možné důsledně řídit, jak rychlost vytlačování ovlivňuje vlastnosti vlákna na a stroj na netkané textilie vyfukované z taveniny , zachyťte stručný „otisk procesu“ pro každou třídu produktu:

• Rychlost vytlačování vyjádřená jako g/min/otvor (nebo kg/h/m) plus otáčky čerpadla taveniny a tlak v matrici.
• Nastavení teploty primárního vzduchu a tlaku/průtoku vzduchu.
• DCD, sání, rychlost sběrače a cílová plošná hmotnost.
• Naměřené výsledky: průměr vlákna (průměr a rozptyl), počet výstřelů (nebo kvalitativní hodnocení), propustnost vzduchu/tlaková ztráta a (pokud je to relevantní) účinnost filtrace.

Když jsou tyto vstupy sledovány společně, změny rychlosti vytlačování se stanou předvídatelnými: pokud je vyžadována vyšší rychlost, můžete předem naplánovat odpovídající vzduchové/tepelné úpravy namísto toho, abyste následně reagovali na ztráty kvality.