حول عملية تذوب النسيج آلة النسيج
حول عملية تذوب النسيج آلة النسيج.
البثق المذاب هو عملية تصنيع تُستخدم لإنشاء نوع من القماش يسمى النسيج غير المنسوج والمصنوع من البوليمرات مثل البولي بروبلين. الأقمشة التقليدية المصنوعة من مواد طبيعية مثل القطن منسوجة معًا, مما يعني أن المادة تتشكل أولاً في غزل ثم متشابكة باستخدام عملية نسج أو حياكة تؤدي إلى إنشاء قطعة قماش من الغزل. لا تشمل الأقمشة غير المنسوجة ربط الخيوط عن طريق النسيج أو الحياكة; في حين أن, هم ميكانيكيا, حراريا, أو المواد المرتبطة كيميائياً معًا التي تم إنشاؤها من ألياف منفصلة من البوليمرات المنصهرة التي تشكل نسيجًا يشبه النسيج. يحتوي النسيج الناتج على عدد من الخصائص المرغوب فيها التي تشمل:
عملية البثق الذائب
عملية البثق المذابة هي عملية من خطوة واحدة تستخدم تيارًا من الهواء عالي السرعة لتفجير راتنج لدن بالحرارة المنصهر من طرف قالب الطارد على ناقل أو ما يسمى شاشة الالتقاط. كانت هذه العملية قائمة منذ الخمسينات من القرن الماضي وازدادت أهميتها منذ نشأتها. يتم توضيح العملية الأساسية في الشكل 1 ويتم تنفيذه باستخدام آلات بثق قماش Melt Blown المصممة خصيصًا لإدارة العملية والتحكم فيها.
الشكل 1 – مكونات عملية البثق النموذجي للذوبان.
المكونات الأساسية للعملية هي نظام تغذية الراتنج, التجمع الطارد, مضخة القياس, التجمع يموت الذوبان, جامع, ووحدة اللفاف.
نظام تغذية الراتنج
المواد الخام لعملية الذوبان في النفخ عبارة عن راتنج لدن بالحرارة على شكل حبيبات يتم تخزينها في كيس من الراتنج وتتغذى بالجاذبية على قادوس الطارد. هناك عدد من البوليمرات المختلفة التي يمكن تكييفها للاستخدام في البثق المصهور. وتشمل هذه البوليمرات:
- البولي بروبلين [PP]
- بولي كربونات [الكمبيوتر]
- بيوتيلين تيريفثالات [PBT]
- مادة البولي أميد [السلطة الفلسطينية]
- بولي يوريثين حراري بلاستيكي [تبو]
- مادة البولي بروبيلين المرنة [ePP]
وبالنسبة لمواد النسيج المنصهرة المنصهرة هي PP.
الجمعية الطارد
يتلقى مجمع الطارد تغذية الكريات من نظام تغذية الراتنج. تقوم دفاعة لولبية مشابهة لبرغي أرخميدس بتحريك الكريات عبر برميل ساخن من مجموعة الطارد, حيث يتصلون بالجدران الساخنة ويذوبون. توجد ثلاث مناطق في المكره اللولبية - منطقة التغذية, منطقة انتقالية, ومنطقة القياس. منطقة التغذية هي جزء من المكره حيث تدخل المادة إلى الطارد وتبدأ في الذوبان. تتميز المنطقة الانتقالية بعمق متناقص وتعمل على تجانس تغذية البوليمر وضغطها. بمجرد أن يصل البوليمر إلى حالة منصهرة, يتم تغذيته إلى منطقة القياس مما يزيد من الضغط لتحضير المواد للتفريغ من خلال مجموعة القوالب المنصهرة. عند خرج منطقة القياس من برغي المكره ، توجد حزمة شاشة تعمل كمرشح لاحتجاز أي أوساخ أو كتل من البوليمر من الوصول إلى مضخة القياس.
مضخة القياس
ناتج البوليمر المنصهر الذي يصل الآن إلى 250 درجة مئوية - 300 درجة مئوية وضغط, يتم تغذية مضخة القياس. مضخة القياس عبارة عن مضخة إزاحة موجبة تم تصميمها لتقديم حجم ثابت من مزيج البوليمر النظيف إلى مجموعة القالب وتفسر اختلافات العملية في درجة الحرارة, الضغط, أو لزوجة البوليمر المنصهر. داخل المضخة يوجد نوعان متداخلان, التروس المضادة. كما تدور التروس, يسحبون البوليمر المنصهر من جانب السحب أو جانب الشفط للمضخة ويسلمونه إلى جانب التفريغ من المضخة. ثم يتغذى خرج مضخة القياس على مجموعة القالب.
تذوب في مهب يموت الجمعية
يوجد داخل مجموعة القوالب ثلاثة مكونات رئيسية - توزيع التغذية, أنف يموت, ومشعبات الهواء. يشيع استخدام نوعين من توزيع الأعلاف; هذه هي نوع T, والتي يمكن أن تكون مدببة أو غير مدببة, ونوع علاقة المعاطف. يكون توزيع شماعات المعاطف أكثر شيوعًا نظرًا لتدفق البوليمر المتساوي.
تعتبر أنف القالب مكونًا مهمًا لتحديد التوحيد للشبكة الناتجة من المواد المنصهرة المنبعثة من الماكينة. قطع الأنف يموت على نطاق واسع ضيق التسامح, أجوف, جزء معدني مدبب يحتوي على عدد كبير من الفتحات التي يمر من خلالها البوليمر المنصهر لتشكيل القماش غير المنسوج المنصهر.
تقوم مشعبات الهواء بتزويد الهواء المسحوب بسرعة عالية للألياف المبثوقة الناتجة من قطع الأنابيب. ضاغط هواء يزود تدفق الهواء المضغوط, والذي يتم تمريره أولاً من خلال مبادل حراري ينطلق من فرن غاز أو كهربائي لرفع درجة حرارة الهواء إلى مدى يتراوح بين 230 درجة مئوية - 360 درجة مئوية بسرعة تتراوح بين 0.5 - 0.8 سرعة الصوت (560 - 900 قدم في الثانية).
جامع
ثم يتم دفع البوليمر المنصهر الذي ينبثق من خلال فتحات أنف القالب بواسطة تيار الهواء الساخن عالي السرعة من مشعبات الهواء ويسبب البوليمر في تكوين ألياف دقيقة لأنها تمتد أكثر في تيار الهواء (أنظر للشكل 2). هذه الألياف الدقيقة لها أقطار تتراوح من 0.1 ميكرون 15 ميكرون. (بالمقارنة, ألياف السليلوز يبلغ قطرها حوالي 50 ميكرون وشعر بشري 120 ميكرون.) في نفس الوقت تمدد الألياف, يتم تفجيرهما معًا أثناء وجودهما في حالة شبه منصهرة وتوجيههما نحو شاشة التجميع. يتسبب تيار الهواء الساخن أيضًا في سحب الهواء الثانوي من الهواء المحيط ويساعد على تبريد وتصلب شبكة المواد التي تتشكل على المجمع, وهي عبارة عن شاشة معدنية قابلة للالتقاط متصلة بالناقل. تصلب الألياف ويتم وضعها بشكل عشوائي على المجمع, ملزمة معًا لتشكيل شبكة من خلال تشابك وتماسك الألياف مع بعضها البعض. من خلال تغيير سرعة المجمع ومسافة الفصل بين أنف القالب والمجمع, يمكن تحقيق اختلافات في كثافة نسيج الويب لتناسب التطبيقات المختلفة. غالبًا ما تُستخدم مضخة التفريغ لرسم فراغ داخل شاشة المجمع. يعمل هذا على إزالة تيار الهواء الساخن ويعزز عملية وضع الويب على المجمع.
الشكل 2 – تشكل ألياف البوليمر وتمريرها إلى المجمع.
وحدة اللفاف
يتم لف القماش المبرد من المجمع على قلب من الورق المقوى في وحدة اللفاف. للعديد من أنواع الأقمشة غير المنسوجة المنصهرة, يتم تحقيق التماسك الكافي بين الألياف بحيث تكون المادة مناسبة للاستخدام دون الحاجة إلى ترابط إضافي. في بعض التطبيقات, قد يكون من الضروري معالجة أخرى للمادة لتغيير خصائص المواد. الرابطة الحرارية هي تقنية شائعة الاستخدام عند الحاجة إلى ارتباط إضافي, والتي يمكن أن تزيد من قوة المادة ولكن مع زيادة في الصلابة وفقدان ملمس النسيج.
بعد أي ارتباط مطلوب, اكتملت عملية إنتاج الأقمشة غير المنسوجة المنصهرة. يمكن تطبيق عمليات إضافية بعد الإنتاج حسب الحاجة, مثل إضافة مواد كيميائية مثبطة للهب, اعتمادًا على الاستخدام النهائي للمادة. ثم يتم بيع القماش غير المنسوج إلى المحولات الذين يستخدمونه كمواد خام لصنع منتجات الترشيح, مرشحات القهوة, العوازل, أو كما سيتم مناقشته أدناه, أقنعة طبية وجراحية.
متغيرات العملية
يمكن أن تتأثر خصائص النسيج غير المنسوج المصهور المنصهر وتتحكم فيه إلى حد ما من خلال تغيير بعض الظروف التشغيلية والمدخلات في العملية. وتشمل هذه العوامل مثل:
- نوع البوليمر المستخدم وخصائصه المادية مثل الوزن الجزيئي
- ظروف تشغيل الطارد مثل درجة الحرارة
- هندسة أنف القالب مثل حجم الفوهة وعدد الفتحات
- ظروف تيار الهواء الساخن (درجة الحرارة, ● السرعة)
- المسافة بين قطع الأنف وشاشة التجميع
- سرعة الجامع
إعادة النشر من: https://www.thomasnet.com/articles/machinery-tools-supplies/what-is-melt-blown-extrusion/
