Vítám vás na přednášce z TCTi Tématem dnešní přednášky bude

Transkript

1 Vítám vás na přednášce z TCTi Tématem dnešní přednášky bude

2 TECHNOLOGIE TVORBY VLÁKEN SPUNBOND ZVLÁKŇOVÁNÍ Z TAVENINY

3 TECHNOLOGIE SPUNBOND Název technologie je odvozen z anglických výrazů SPUN a BOND (zvlákňování) a (pojení). Do češtiny se tento název většinou nepřekládá. Někdy se používá označení "výroba pod hubicí". Podstata výroby NT technologií spunbond spočívá v přímém zvlákňování polymerních granulátů na nekonečná vlákna (filamenty), která následně vytváří plošnou netkanou textilii.

4 ROZDĚLENÍ A ZAŘAZENÍ TECHNOLOGIE VÝROBY

5

6 PROCES VÝROBY SPUNBOND tavení polymeru, který je předkládán ve formě granulátu zvlákňování pomocí zvlákňovacích trysek odtah od hubice, případně dloužení rozkládání filamentů na plochu pohybujícího se sítového dopravníku zpevnění vlákenné vrstvy ořezávání okrajů a navíjení. Vysoce produktivní technologie vhodná pro masovou výrobu. Výrobnost: m/min

7 SCHEMA VÝROBY VLÁKENNÉ VRSTVY POD TRYSKOU: Podstata výroby netkané textilie technologií spunbond spočívá v přímém zvlákňování polymerních granulátů na nekonečná vlákna (filamenty), která následně vytváří plošnou netkanou textilii. Pegas nonwoven

8 Schéma systému REICOFIL

9 Rozložení vláken na podklad Vlákna po vychlazení, případně po vydloužení, je nutno rozložit rovnoměrně na plochu pohybujícího se dopravníku, na němž tak vzniká vlákenná vrstva. To se může uskutečnit několika způsoby: přímým ukládáním vláken z dostatečně široké zvlákňovací trysky elektrickým nabitím vláken ve vzduchové odtahovací trysce, které způsobuje vzájemné odtahování jednotlivých fibril výkyvným pohybem odtahovací vzduchové trysky rozmítáním svazku vláken výkyvnou destičkou (pod odtahovací vzduchovou tryskou)

10 Zpevnění Nejvíce využívanou metodou je využití kalandru, zejména pro svoji rychlost. Touto metodou se vytvoří 10% pojících míst plochy a 90% plochy je bez pojících míst. Stupeň pojících míst má zásadní vliv na mechanické vlastnosti a finální omak. - tepelné pojení, kde se využívá vzájemné slepením neúplně vychlazených nedloužených vláken ultrazvuk a vpichováním v případě neúplně vydloužených vláken principiálně dalšími postupy: chemicky použití latexů pro následné tepelné zpevňování vrstev.

11 Použití Textilie spunbond nacházejí široké použití v oblasti zdravotnických výrobků a oblasti osobní hygieny, obalové materiály, geotextilie, ochranné oděvy, filtry, agrotextilie Nejvíce využívaným polymerem je polypropylen PP (zejména vzhledem k jeho nižší ceně) MFR 30-80, Tta=165 C polyethylen PE. Pro některé typy výrobků se zvlákňuje polyester, výjimečně polyamid. MFR 0,5-300, Tta= C

12 HLAVNÍ ELEMENTY VÝROBNÍHO PROCESU: Doprava polymeru: Polymer ve formě granulí nebo prášku je dopraven ze skladovacích zásobníků do přiváděcí části extrudéru. Extrudér: Je jedním z důležitých prvků při zpracování polymerů. Skládá se z vyhřívaného válce s rotujícím vytlačujícím šnekem uvnitř. Jeho hlavní funkcí je roztavení polymeru a jeho dopravení k dalšímu kroku technologického procesu. Tání granulí v extruderu je způsobeno vyhříváním válce, frikčním třením (tření granulátu mezi sebou) a mechanickým působením mezi šnekem a stěnou válce.

13 Extrudér je rozdělen na tři zóny: 1) Plnící zóna: v oblasti plnění jsou granule polymeru stlačovány, předehřívány a dopravovány do další zóny. 2) Přechodová zóna: zde dochází ke zvětšení průměru jádra šneku (klesající hloubka kanálu), čímž dochází k intenzivnímu stlačování a ohřívání polymeru. 3) Homogenizační zóna: poslední zóna v extrudéru, jejímž hlavním cílem je vytvářet maximální tlak, dochází k homogenizaci taveniny.

14

15

16 Zubové čerpadlo: Dávkovací zubové čerpadlo je zařízení pro velmi přesné kontinuální dodávání taveniny. Dávkovací čerpadlo má obvykle dvě do sebe zapadající protiběžná ozubená kola. Roztavený polymer je dopravován plynule k trysce zvlákňovací hubice. Rychlost každého jednotlivého dávkovacího čerpadla je buď stále konstantní nebo může být řízena pomocí uzavřeného regulačního obvodu v závislosti na rychlosti stroje.

17

18 Zvlákňovací tryska: Roztavený polymer je přes vyhřívané potrubí přiváděn do filtračního systému, následně ke zvlákňovací trysce. XL filter Drainage pack Spinneret

19 XL-filtry mají mimořádně velký objem pórů a skládají se z několika vrstev sít. Jednotlivé vrstvy drátěného pletiva jsou spojeny jako jedna stabilní filtrační vrstva. Hrana filtru je tvořena z nerezové kruhu, který zajišťuje těsnění. V závislosti na použití se filtrační vrstva skládá z 15 až 25 vrstev drátěného pletiva. Velikost pórů se pohybuje mezi 5 a 20 µm. Tavenina prochází porézní filtrační vrstvou, ke zvlákňovací trysce se dostává tavenina s vysokou mírou homogenity a je proto vhodná pro následný zvlákňovací proces. Zvlákňovací tryska se obvykle skládá z děrovaného plechu. Tavenina je protlačena přes mnoho malých otvorů a dochází k výrobě nekonečných vláken.

20 Chlazení/dloužení vláken: Jakmile tavenina projde otvory zvlákňovací trysky, jsou vznikající filamenty chlazeny a dlouženy ve vzduchové komoře. Při průchodu vláken touto komorou dochází k ochlazení a tuhnutí vláken. Proud vzduchu vysoké rychlosti směřuje rovnoběžně se svazkem vláken a způsobuje současně jejich napínání. Toto mechanické namáhání má za následek zvýšení orientace polymerních řetězců ve vláknech, což vede ke zvýšení jejich pevnosti.

21 Odtah vláken pod hubicí - dloužení 1 primární vzduch pro dloužení vláken, 2 vzduch okolního prostředí, 3 nasávání dloužených vláken a okolního vzduchu, 4 odsávání teplého vzduchu po uložení vláken na dopravník.

22 Zpevňování vlákenné vrstvy: Kontinuálně vznikající vlákenná vrstva je následně zpevněna, nejčastěji termicky pomocí perforovaného kalandru. Vzniká tak pevná netkaná textilie. Po zpevnění dochází k ořezu okrajů a navinutí textilie na požadovaný rozměr.

23 FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI SPUNBOND MATERIÁLŮ: - Vysoká propustnost vzduchu - Termické pojení- žádné chemikálie - Vynikající odolnost - po zpevněni kalandrem - Měkké a příjemné (výrobky pro osobní hygienu) - Plošná hmotnost g / m² Další možnosti: - Tisk - laminování - elektrostatické nabíjení - lepší hydrofilní vlastnosti díky použití tenzidů Při použití doplňkových látek: - Nehořlavé vlastnosti - antistatické vlastnosti - ochrana vůči UV záření a gama záření

24 Hlavní vlastnosti a charakteriktiky pro spunbondové textilie Rovnoměrná anizotropická struktura a isotropické mech vlastnosti. Materiál bíle barvy, není transparentní Materiály jsou tvořeny jednotlivými vrstvami, v závislosti na zvlákňovacích hlavách, od tohoto se odvíjí plošná hmotnost Klasická plošná hmotnost g /m² může být g / m² Průměry vláken v rozmezí 1-50µm, standardně 15-35µm Tloušťky materiálů jsou 0,1-4,0mm, standardně 0,2-1,5mm Vysoká pevnost ku plošné hmotnosti v porovnání s ostatními NT a pleteninami. Dobrá odolnost proti roztržení u plošně pojených vrstev SB Nedochází k třepení a odolnost proti mačkání. Vysoká zadrženost kapalin vzhledem vysoké pórovitosti Vysoká odolnost na střih Dobrá přilnavost

25 VÝROBNÍ LINKA: 1 Dávkování polymeru 2 Příprava taveniny 3 Výroba vláken 4 Sběr vláken a dopravníková jednotka 5 Zpevnění vlákenné vrstvy 6 ořez textilie 7 Navíjení

26 Production amount (thousand of tons) Year Total nonwovens production Spun bond under 25 g.m tons g.m tons g.m tons over 150 g.m tons

27

28 BIKOMPONENTNÍ SPUNBOND: - PP/PE (PP pro jádro-pevnost, PE pro obal- příjemný omak, měkkost) - Umožňuje použití recyklovaných polymerů (snížení ceny výrobků) - Hygienické a zdravotnické výrobky (dětské pleny - Zachování pevnosti -Možnosti uspořádání: jádro/plášť, side-by-side, 16-segment pie SB side-by-side -60PET_40PA66 SB 16 segment pie -70PET_30PA66

29

30 POROVNÁNÍ VLASTNOSTÍ SB A STAPLOVÝCH VLÁKEN:

31 Děkuji vám za pozornost