مقالات

منسوجات بي بافت اسپان باند دوجزئي

 

دکتر شاهین کاظمی

– دکتری مهندسی شیمی نساجی و علوم الیاف، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
– عضو هیئت رئیسه جامعه متخصصین نساجی ایران

مقدمه    

منسوجات بي بافت اسپان باند يکي از جديدترين و پرمصرفترين اعضاي خانواده منسوجات بي بافت مي باشد که توانسته است در کاربردهاي متعددي از جمله کاربردهاي بهداشتي و پزشکي جايگزين بسياري از انواع مختلف منسوجات، فيلم و يا حتي کاغذ گردد.

بر اساس مکانيزم تشکيل لايه، اين منسوجات در دسته منسوجات بي بافت ذوب ريزي (Melt Lay) قرار مي گيرند. هرچند در گذشته تنها از غلطکهاي گرم کالندر به منظور ايجاد اتصال حرارتي در لايه تشکيل شده به اين روش استفاده مي شد، اما امروزه با پيشرفت در ساير روشهاي ايجاد استحکام مي توان از سيستم هاي سوزن زني، درگيرسازي به وسيله جت آب (اسپان ليث) و … نيز به صورت مجزا و يا ترکيبي جهت ايجاد استحکام در لايه هاي تشکيل شده به اين روش استفاده نمود (شکل ۱).

شکل ۱ – تصویر شماتیک ادوات موجود در خط تولید اسپان باند

 

در ابتدا تنها از پليمر پلي پروپيلن جهت توليد منسوجات بي بافت اسپان باند استفاده مي گرديد، اما با گذشت زمان ساير پليمرها از جمله پلي استر نيز در اين فرآيند مورد استفاده قرار گرفتند و توانستند سهم مناسبي از بازار را خصوصاً در کاربردهايي نظير ژئوتکستايلها بدست آورند.

با تجاري سازي توليد الياف دوجزئي، اين تکنولوژي به سرعت توانست در حوزه توليد منسوجات بي بافت اسپان باند نيز رسوخ نمايد. در فرآيند توليد منسوجات بي بافت اسپان باند مي توان انواع مختلفي از الياف دوجزئي نظير حالتهاي پوسته-مغزي (Sheath & Core) و پهلو به پهلو (Side by Side) را نيز توليد نمود.

در يکي از رايجترين حالتهاي توليد منسوجات بي بافت اسپان باند دوجزئي، از پليمر پلي پروپيلن به عنوان جزء مغزي و از پليمر پلي اتيلن به عنوان جز پوسته استفاده مي شود. در اين حالت پايداري فرآيند ذوب ريزي و همچنين استحکام لايه تشکيل شده به مراتب کمتر از حالتي است که از پليمر پلي پروپيلن به صورت تک جزئي استفاده مي شود، اما از طرف مقابل نرمي لايه تشکيل شده در اينحالت به مراتب بهتر و برتر از حالت اسپان باند تک جزئي مي باشد که به همين دليل حتي با وجود اين نواقص، استفاده از منسوج بي بافت اسپان باند دوجزئي ترجيح داده مي شود.

البته بايد توجه داشت که با کاهش دماي اتصال حرارتي در غلطکهاي کالندر مي توان نرمي منسوج بي بافت را ارتقا داد که اين مساله متقابلاً تاثير منفي بر روي استحکام منسوج بي بافت نهايي دارد.

با توجه به اين موضوع، محققان مختلف همواره در حال بررسي و پژوهش در خصوص يافتن راه حلي جهت ارتقاي خصوصيات منسوجات بي بافت اسپان باند دوجزئي مي باشند. يکي از اين راه حلها اضافه نمودن مواد افزودني به پليمر پلي پروپيلن در جزء مغزي مي باشد. به کمک اين مواد افزودني مي توان پايداري عمليات ذوب ريسي را که متاثر از جزء مغزي است ارتقا داد و از طرف ديگر هيچ تاثير منفي بر روي نرمي لايه که عمدتاً متاثر از جزء پوسته مي باشد نيز اتفاق نمي افتد. اين مواد افزودني کمک مي نمايند که آرايش يافتگي مولکولهاي پليمري در جزء مغزي بيشتر شود و به همين دليل خصوصيات فيزيکي از جمله استحکام الياف ارتقا يابد.

يکي از مهمترين تاثيرات اين مواد افزودني در تسريع قابليت ايجاد تبلور در لايه مي باشد. در شکل ۲ مقايسه اي بين ميزان تبلور در لايه بي بافت پلي پروپيلني داراي اين مواد افزودني و پلي پروپيلن خالص در هنگام فرآيند خنک کردن صورت پذيرفته است. همانگونه که از نتايج عکسبرداري ميکروسکوپي نيزمشخص است استفاده از مواد افزودني سبب مي گردد که پليمر پلي پروپيلن زودتر متبلور شود و در نتيجه از خصوصيات فيزيکي و مکانيکي بهتري برخوردار گردد.

شکل ۲ – مکانیزم بلوری شدن پلی پروپیلن خالص و پلی پروپیلن در کنار مواد هسته گذار در حین فرآیند خنک شدن لایه بی بافت اسپان باند

در شکل ۳ و ۴ نيز مقايسه اي بين استحکام و ازدياد طول تاحد پارگي لايه توليد شده از پلي پرويپلن ايزوتاکتيک خالص (PP I) و پلي پروپيلن داراي مواد افزودني هسته گذار (PP I – NU) انجام پذيرفته است. البته بايد توجه داشت که در منسوجات بي بافت استحکام در دو جهت توليد (MD) و جهت عمود بر راستاي توليد يا همان جهت عرضي لايه (CD) حائز اهميت است که در شکل ۳ هر دوي اين موارد گزارش شده است.

شکل ۳ – مقایسه استحکام لایه بی بافت تولید شده از پلی پروپیلن خالص و پلی پروپیلن دارای مواد افزودنی هسته گذار (جهت طولی / جهت عرضی)

شکل ۴ – مقایسه ازدیاد طول تاحد پارگی لایه بی بافت تولید شده از پلی پروپیلن خالص و پلی پروپیلن دارای مواد افزودنی هسته گذار (جهت طولی / جهت عرضی)

همانگونه که گفته شد کاهش دماي غلطکهاي کالندر ايجاد کننده اتصال حرارتي از عوامل بسيار مهم و تاثيرگذار بر روي  نرمي لايه بي بافت مي باشد. استفاده از مواد افزودني در پليمر پلي پروپيلن مي تواند منجر به گسترش بازه دمايي نرم شدن اين پليمر و در نتيجه افزايش محدوده دمايي قابل استفاده در غلطکهاي کالندر گردد که به کمک آن مي توان لايه هاي بي بافت نرمي را حتي در دماي پايين ايجاد اتصال حرارتي توليد نمود که از يک سو پاسخگوي نياز مشتريان است و از سوي ديگر به دليل کاهش مصرف انرژي مطلوب نظر توليدکنندگان نيز خواهد بود.

بايد توجه داشت که استفاده از مواد افزودني در کنار پلي پروپيلن متالوسن تنها منحصر به توليد منسوجات بي بافت اسپان باند دوجزئي نيست و از آن مي توان در حالت تک جزئي نيز استفاده نمود. در اينحالت نيز گسترش بازه دمايي نرم شدن پليمر و ايجاد قابليت اتصال حرارتي مناسب حتي در دماهاي نسبتاً پايين غلطکهاي کالندر که منجر به نرمي لايه بي بافت نهايي مي شود و از طرف ديگر آرايش يافتگي مناسب زنجيرهاي مولکولي پليمري که منجر به دستيابي خصوصيات مکانيکي و فيزيکي مناسب مي گردد از جمله مزاياي قابل انتظار مي باشد.

آزمايشهاي متعدد صورت گرفته بر روي لايه هاي تشکيل شده به اين روش حاکي از آن است که در استفاده از اين لايه ها در کاربردهاي پزشکي و بهداشتي هيچ محدوديتي ندارند و مي توان به راحتي و بدون نگراني از ايجاد مسائل آلرژي و … از اين منسوجات استفاده نمود.

ماخذ:

“Spunbond nonwoven fabrics with added value”, AVR Allgemeiner Vliesstoff Report, 2/2015, pp. 101-102.

منبع : شماره ۳۰ مجله کهن

————————————————————————————

این مطلب را نیز بخوانید
پیشنهاد سردبیر : نقشه های فرش ماشینی چگونه طراحی می شوند؟

————————————————————————————
تحریریه مجله نساجی کهن
ارسال مقالات و ترجمه جهت انتشار در سایت : info@kohanjournal.com

فرم ثبت نام سریع

جهت دریافت آخرین خبرها و به روز ترین نمایشگاه های نساجی و فرش ماشینی ایران و جهان در فرم زیر ثبت نام کنید
برچسب ها

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن