Čo znamená „rýchlosť vytláčania“ na stroji na netkané textílie vyfukované z taveniny

Na a Stroj na netkané textílie vyfukované z taveniny rýchlosť vytláčania je prietok taveniny polyméru dodávaný do formy. V každodennej výrobe je najužitočnejšie to vyjadriť takto:

• Priepustnosť na otvor (g/min/otvor): najlepšie na porovnanie matríc s rôznym počtom otvorov.
• Priepustnosť na šírku matrice (kg/h/m): praktické pre plánovanie na úrovni linky a kontrolu základnej hmotnosti.
• Celkový výkon extrudéra (kg/h): pohodlné, ale skrýva efekty geometrie matrice.

Zámer kľúčového slova „ Ako rýchlosť vytláčania ovplyvňuje vlastnosti vlákna “ je v podstate otázka hmotnostnej bilancie: keď pretlačíte viac polymérnej hmoty cez rovnaký systém útlmu (geometria trysky s horúcim vzduchom DCD), fyzika tvorby vlákien sa musí posunúť, pokiaľ proporcionálne nezvýšite energiu ťahania.

Prečo rýchlosť vytláčania mení tvorbu vlákien

1) Hmotnostný tok vs. dostupná čerpacia energia

Vlákna fúkané z taveniny sú utlmené vysokorýchlostným horúcim vzduchom. Ak sa rýchlosť/teplota vzduchu nezmení a zvýšite rýchlosť vytláčania, vzduch sa musí natiahnuť viac hmoty za jednotku času. Typický výsledok je väčší priemerný priemer vlákna a a širšia distribúcia priemerov pokiaľ nezvýšite aj energiu vzduchu (teplotu, tlak/prietok) alebo neupravíte nastavenia matrice/vzduchového noža.

2) Doba zotrvania a stabilita teploty taveniny

Pri vyšších rýchlostiach tavenina strávi menej času v extrudéri a čerpadle taveniny. To môže znížiť tepelnú rovnováhu a zvýšiť teplotné gradienty. Ak sa teplota taveniny mení naprieč hubicou, priemer vlákna a rovnomernosť rúna sa budú meniť po celej šírke.

3) Účinky viskozity a elasticity

Pre bežné druhy PP fúkané z taveniny (vysoký tok taveniny) sa malé zmeny viskozity premietajú do viditeľných posunov priemeru. Vyššia rýchlosť vytláčania môže zvýšiť šmykové zahrievanie v matrici a zmeniť zdanlivú viskozitu, čo môže pomôcť alebo poškodiť útlm v závislosti od toho, ako stabilná je regulácia teploty. Prakticky: ak je regulácia teploty potrubia tesná, vyšší strih môže mierne podporiť prietok; ak nie, zosilňuje variabilitu.

Vlastnosti vlákna najcitlivejšie na rýchlosť vytláčania

Priemer a rozloženie vlákna

Vo väčšine zostavách fúkania z taveniny zvyšuje rýchlosť vytláčania pri konštantných podmienkach vzduchu priemer vlákna. Praktický príklad, ktorý sa často vyskytuje v linkách PP na filtráciu:

• Pri „vyváženom“ stave môžu vlákna priemerovať ~2–4 μm .
• Po zvýšení prietoku bez zvýšenia odberu vzduchu sa priemery môžu pohybovať na ~4–7 μm , s väčším počtom hrubých vlákien a menším počtom ultrajemných vlákien.

Presný posun závisí od reológie polyméru, priemeru/vzdialenosti otvoru v matrici, medzery vzduchovej štrbiny, tlaku/prietoku vzduchu a vzdialenosti medzi matricou a kolektorom (DCD), ale smer je konzistentný: väčšia hmotnosť pri rovnakom ťahu má tendenciu vytvárať hrubšie vlákna.

Broky, korálky a „laná“ vlákna

Keď rýchlosť vytláčania stúpne nad zoslabovaciu kapacitu, prúd taveniny nemusí úplne fibrilovať. Symptómy zahŕňajú guľôčky/výstrely (kvapôčky polyméru), stuhovité vlákna a lokálne zhlukovanie vlákien. Užitočným prevádzkovým pravidlom je, že začiatok výstrelu sa zvyčajne zhoduje s buď:

• Nedostatočná hybnosť vzduchu pre nový hmotnostný prietok (tlak vzduchu/prietok príliš nízky pre danú rýchlosť), príp
• Príliš nízka teplota topenia pri vyššom výkone (tavenina je príliš viskózna na to, aby sa hladko utlmila).

Rovnomernosť webu a profil plošnej hmotnosti

Vyššia priepustnosť zvyšuje riziko priečnych (CD) pruhov plošnej hmotnosti, ak pokles tlaku v matrici a rozloženie teploty nie sú rovnomerné. V praxi, ak sa teplota formy mení len o niekoľko stupňov, stav s vyššou rýchlosťou často robí chyby profilu viditeľnejšími, pretože procesné okno sa zužuje.

Veľkosť pórov a povrch

Hrubšie vlákna znižujú špecifický povrch a typicky zväčšujú efektívnu veľkosť pórov. To môže byť prospešné pre médiá na prúdenie vzduchu, ale môže to zhoršiť účinnosť bariéry, ak je výrobok závislý od jemných vlákien na zachytávanie častíc.

Vplyv na filtráciu a bariérový výkon

Pre filtráciu (maskové médiá, HVAC, priemyselné filtre) je distribúcia priemeru vlákna primárnou hnacou silou účinnosti zachytávania a poklesu tlaku. Keď sa rýchlosť vytláčania zvýši a priemer vlákna sa zväčší (bez kompenzácie ťahu vzduchu), typické zmeny sú:

• Nižšia účinnosť pri rovnakej plošnej hmotnosti (menej ultrajemných, nižší povrch).
• Nižší pokles tlaku môže dôjsť (väčšie póry), ale nie vždy je to výhra, ak účinnosť príliš klesá.
• Väčšia variabilita od dávky k dávke ak je regulácia teploty/tlaku okrajová, pretože prevádzka s vyššou rýchlosťou často sprísňuje stabilné okno.

Ak sa použije elektretové nabíjanie, priemer vlákna je stále dôležitý: aj pri nabíjaní môže prechod z prevažne ~2–4 μm vlákien na vlákna ~5–8 μm znížiť príspevok mechanického zachytávania, čo si vynúti vyššie úrovne náboja alebo vyššiu základnú hmotnosť, aby sa zachovala rovnaká hodnota filtrácie.

Praktické procesné okná a čo očakávať pri nízkej vs. vysokej rýchlosti vytláčania

Praktickým spôsobom, ako definovať „bezpečné“ okno, je nastaviť cieľ vlákna (napríklad filtračné médium často uprednostňuje vysoký podiel ultrajemných) a potom nájsť najvyššiu rýchlosť vytláčania, ktorá stále spĺňa limity priemeru/výstrelu, keď teplota/tlak vzduchu, DCD a rýchlosť kolektora dosahujú udržateľné nastavené hodnoty.

Ako vyladiť rýchlosť vytláčania bez straty kvality vlákna

Keď zvýšite rýchlosť extrúzie, považujte to za koordinovanú zmenu v rámci taveniny fúkaného „balíka“. Cieľom je udržať útlmovú kapacitu úmernú hmotnostnému prietoku, aby charakteristiky vlákna zostali stabilné.

Pracovný postup ladenia krok za krokom

1. Najprv uzamknite svoje metriky kvality: cieľový rozsah priemeru vlákna, maximálny povolený počet výstrelov, tolerancia plošnej hmotnosti a limity filtrácie/priepustnosti vzduchu.
2. Zvýšte rýchlosť vytláčania v malých prírastkoch (napr. 2 – 5 % kroky), pričom rýchlosť kolektora a nastavenia vzduchu udržiavajte konštantné, aby ste sledovali prirodzený smer zmeny.
3. Ak vlákna zhrubnú, kompenzujte to zvýšením čerpacej energie: zvýšte prietok/tlak primárneho vzduchu a/alebo teplotu vzduchu v rámci limitov zariadenia, potom znova skontrolujte rozdelenie priemeru.
4. Ak sa objaví výstrel, okamžite to riešte: buď znížte rýchlosť alebo zvýšte hybnosť/teplotu vzduchu; tiež overiť stabilitu teploty taveniny v zónach matrice.
5. Vyvážte základnú hmotnosť: po obnovení kvality vlákna upravte rýchlosť zberača tak, aby dosiahla gsm pri zachovaní nového stabilného stavu vlákna.

Ktoré nastavenia stroja sa zvyčajne pohybujú s rýchlosťou vytláčania

• Teplota primárneho vzduchu a prietok/tlak vzduchu (pridáva odberový výkon).
• Vzdialenosť medzi matricou a kolektorom (DCD) a sanie (ovplyvňuje chladenie vlákna, položenie a otvorenosť pásu).
• Teplotný profil taveniny a stabilita čerpadla taveniny (znižuje odchýlky CD pri zvyšovaní výkonu).

Prevádzkový odber: samotné zvýšenie rýchlosti vytláčania len zriedka zvyšuje produkciu „zadarmo“. Vo väčšine prípadov si zachovanie rovnakých vlastností vlákna vyžaduje dodatočnú vzduchovú/tepelnú kapacitu alebo akceptovanie hrubšej štruktúry vlákna.

Kontrolný zoznam na riešenie problémov, keď vyššia rýchlosť vytláčania spôsobuje chyby

Bežné príznaky a pravdepodobné príčiny

• Zvýšenie záberu/korálkov: prekročená kapacita útlmu; hybnosť vzduchu je príliš nízka; tavenina je príliš studená/viskózna v matrici.
• Priemer vlákna sa posúva nahor: zvýšenie prietoku bez proporcionálneho zvýšenia energie vzduchu; teplotný drift meniaci viskozitu.
• CD pruhy alebo ťažké kapely: nerovnomernosť teploty matrice zosilnená pri vyššom prietoku; kontaminácia/čiastočné upchatie; zvlnenie čerpadla taveniny.
• Zatavené škvrny / oblasti podobné filmu: príliš horúce uloženie, krátky DCD alebo nadmerný lokálny tok hmoty spôsobujúci pristávanie vlákien pred stuhnutím.

Rýchle nápravné opatrenia (najúčinnejšie ako prvé)

1. Znížte rýchlosť vytláčania na posledný stabilný bod a potvrďte, že defekty zmizli (dokazuje limit kapacity vs. náhodné prerušenie).
2. Zvýšte prívod vzduchu (najskôr prietok/tlak, potom teplotu) a zároveň sledujte priemer vlákna a výstrel.
3. Stabilizujte teplotný profil matrice (overte kontrolu zóny, izoláciu a presnosť snímača po celej šírke).
4. Skontrolujte filtráciu taveniny, stav sita a čistotu matrice, ak pruhy alebo prerušovaný výstrel pretrvávajú.

Čo treba zdokumentovať na dlhodobé riadenie vlastností vlákna

Aby bolo možné dôsledne riadiť, ako rýchlosť vytláčania ovplyvňuje vlastnosti vlákna na a stroj na netkané textílie vyfukované z taveniny , zachyťte stručný „odtlačok procesu“ pre každú triedu produktu:

• Rýchlosť vytláčania vyjadrená ako g/min/otvor (alebo kg/h/m) plus otáčky čerpadla taveniny za minútu a tlak v matrici.
• Teplota primárneho vzduchu a nastavenie tlaku a prietoku vzduchu.
• DCD, sanie, rýchlosť zberača a cieľová plošná hmotnosť.
• Namerané výsledky: priemer vlákna (priemer a rozptyl), počet výstrelov (alebo kvalitatívne hodnotenie), priepustnosť vzduchu/pokles tlaku a (ak je to relevantné) účinnosť filtrácie.

Keď sa tieto vstupy sledujú spolu, zmeny rýchlosti vytláčania sa stanú predvídateľnými: ak je potrebná vyššia rýchlosť, môžete si vopred naplánovať zodpovedajúce vzduchové/tepelné úpravy namiesto toho, aby ste následne reagovali na straty kvality.