Как производится нетканый материал SMS?

Что такое нетканый материал СМС и почему структура имеет значение

Нетканый материал SMS представляет собой трехслойный композит, изготовленный из Спанбонд–Мельтблаун–Спанбонд . Наружные слои спанбонда обеспечивают прочность и стойкость к истиранию, а средний слой, полученный методом экструзии из расплава, обеспечивает барьерные свойства тонкого волокна (фильтрацию и устойчивость к жидкости). Именно эта архитектура «прочного барьера» является причиной того, что SMS широко используется для изготовления медицинских халатов, простыней, масок и промышленных защитных чехлов.

Когда люди спрашивают: « Как производится нетканый материал SMS? Краткий ответ: полипропилен (ПП) плавится и экструдируется в непрерывные нити для слоев спанбонд, микроволокна для выдувания из расплава, затем три полотна объединяются и термически скрепляются в один рулон с контролируемой плотностью, структурой пор и рисунком скрепления.

Сырье и конфигурация линии, используемые для создания SMS

Выбор полимера и качество расплава

Большая часть SMS производится из полипропилена, поскольку он обеспечивает чистоту обработки, образует стабильные нити/микроволокна и обеспечивает хорошее соотношение цены и качества. В производстве важна консистенция смолы: контроль влажности, фильтрация (сетчатые пакеты) и стабильное течение расплава уменьшают образование гелей и дроби, которые могут создавать слабые места или поры в барьерном слое.

Практический взгляд на размещение оборудования

Линия SMS обычно включает в себя три станции формирования полотна (SMS), расположенные над движущейся формовочной лентой, с последующим склеиванием (часто каландрованием), отделкой (резкой, намоткой) и поточным контролем. Важнейшим принципом проектирования является поддержание стабильности каждой сети до тех пор, пока она не будет консолидирована; Слой, полученный методом экструзии из расплава, особенно чувствителен к потоку воздуха, электростатике и сквознякам.

• Экструдеры (часто отдельные для спанбонда и мелтблауна) с насосами расплава для стабильной производительности.
• Прядильные головки/матрицы: фильера для спанбондовой нити и фильера для выдувания из расплава с системой ослабления горячим воздухом.
• Вытяжка/обработка воздухом: закалочный воздух для спанбонда, высокоскоростной горячий воздух для выдувания из расплава.
• Укладка полотна и электростатический контроль (для уменьшения дрожания полотна и дефектов)
• Термическое склеивание (календарные валики) и дополнительная обработка поверхности (например, гидрофильное покрытие)

Пошагово: как изготавливается флизелин СМС

Ниже представлена практическая последовательность производства, используемая на большинстве интегрированных линий SMS. Точные температуры и скорость линии зависят от марки смолы, целевого стандарта GSM, схемы склеивания и требований конечного использования (медицинских или промышленных).

1. Полипропиленовую смолу сушат/кондиционируют (при необходимости) и подают в экструдер(ы) для создания стабильного расплава полимера.
2. Первый спанбонд (S1): расплав экструдируется через фильеру, закаливается и вытягивается с образованием непрерывных нитей. Эти нити укладываются на движущуюся ленту в виде однородного полотна.
3. Мельтблаун (М): полимер экструдируется через экструзионную головку и разжижается высокоскоростным горячим воздухом для создания микроволокон. Поток микроволокна собирается в виде тонкого полотна с большой площадью поверхности непосредственно на слоях спанбонда (или между ними).
4. Второе фильерное полотно (S2): второе фильерное полотно формируется поверх слоя, полученного выдувом из расплава, для завершения сэндвич-структуры.
5. Термическое скрепление: трехслойный композит проходит через нагретые каландры. Точки соединения соединяют слои без полного разрушения сети пор. Схема соединения и давление зажима настроены таким образом, чтобы сбалансировать прочность и барьер.
6. Отделка: в зависимости от конечного использования применяются дополнительные местные обработки (например, гидрофильное поверхностно-активное вещество для впитывания, антистатическое покрытие).
7. Намотка и обработка: ткань обрезается, разрезается по ширине, сматывается в рулоны и маркируется с возможностью отслеживания партии. Встроенная проверка выявляет дыры, тонкие места и загрязнения.

Информация о производстве: Слой, полученный методом экструзии из расплава, обычно обеспечивает барьерные характеристики, но слои спанбонда сильно влияют на эксплуатационные качества и механическую долговечность. Таким образом, оптимизация SMS — это балансирующий акт, а не «максимизация расплавления любой ценой».

Ключевые параметры процесса, которые контролируют GSM, прочность и барьерность

Целевые значения базового веса (GSM) и разделение слоев

SMS обычно производятся в широком диапазоне базисного веса в зависимости от применения. В качестве практического ориентира можно отметить, что многие медицинские и гигиенические продукты SMS попадают в категорию ~15–60 GSM диапазон, при этом более тяжелые марки используются, когда стойкость к проколу/разрыву имеет решающее значение. Частым инженерным рычагом является разделение S/M/S (сколько GSM выделяется каждому слою) для настройки воздухопроницаемости по сравнению с барьером.

Затухание расплава и пористая структура

Характеристики барьера тесно связаны с диаметром волокна, полученного методом экструзии из расплава, и однородностью полотна. Более тонкие волокна (часто ~1–5 мкм ) увеличивает площадь поверхности и уменьшает размер пор, улучшая фильтрацию и сопротивление жидкости. Однако чрезмерно агрессивное затухание или нестабильная обработка воздуха могут привести к появлению «веревочных» волокон, тонких пятен или непостоянному базовому весу, что является частой причиной выхода из строя барьера.

Окно термосклеивания (прочность против воздухопроницаемости)

Календарная температура, давление зажима и рисунок скрепления определяют, насколько волокна срастаются в точках скрепления. Слишком слабое соединение снижает прочность на растяжение/раздир и может привести к расслоению. Слишком сильное склеивание может привести к сужению пор и снижению мягкости и воздухопроницаемости. Практическая оптимизация обычно направлена ​​на обеспечение стабильной целостности соединения, одновременно защищая слой, полученный методом экструзии из расплава, от чрезмерного разрушения.

Проверки контроля качества, используемые на производственных линиях SMS

SMS часто производятся для регулируемых или высоконадежных целей, поэтому контроль качества обычно сочетает в себе поточный мониторинг (равномерность веса, наличие отверстий) с лабораторными испытаниями (прочность, барьерность). Цель состоит в том, чтобы подтвердить, что слой мелтблауна является непрерывным и что соединение достаточно прочное, чтобы предотвратить расслоение во время переработки и конечного использования.

Общие поточные и лабораторные измерения

• Отображение базового веса (профиль GSM по ширине) для обнаружения тонких полос или полос
• Характеристики прочности на растяжение и разрыв для проверки целостности спанбонда и адекватности склеивания.
• Проверка барьеров, например, гидростатического напора или проникновения синтетической крови (в зависимости от применения)
• Показатели фильтрации (например, BFE/PFE) при производстве SMS для медицинских масок или фильтров.
• Визуальный осмотр дефектов: точечные отверстия, гели, посторонние материалы, расслоение и неравномерное склеивание.

Практическая логика приемки: Если валок проходит механические цели, но не достигает барьерных целей, основной причиной часто является однородность выдувания из расплава (баланс воздуха, состояние штампа, стабильность производительности). Если барьер хороший, но прочность слабая, узким местом часто является окно склеивания или вклад спанбонда.

Устранение неполадок: распространенные производственные дефекты и способы их устранения

Поскольку SMS использует деликатный средний слой, выдутый из расплава, многие производственные проблемы проявляются в виде сбоев барьеров, полос или неоднородного внешнего вида. Самый эффективный подход к устранению неполадок — определить, связана ли проблема с потоком расплава, обработкой воздуха, укладкой полотна или склеиванием.

Типичные симптомы и корректирующие действия

• Пинхол или низкобарьерные зоны: проверить чистоту матрицы для выдувания из расплава, состояние сетчатого пакета и баланс воздуха; проверить стабильность базового веса M-слоя.
• Паутина трепыхается/неравномерное укладывание: просмотрите сквозняки вокруг зоны формования, электростатический контроль и настройки вакуума коллектора.
• Расслоение между слоями: подтвердите температуру склеивания/давление зажима; Убедитесь, что композит поступает в каландр со стабильным натяжением полотна и без загрязнения.
• Ощущение жесткости на ощупь или разрушенная структура: уменьшите жесткость склеивания (температуру/давление) или отрегулируйте рисунок склеивания; проверьте состояние каландра.
• Полосы или полосы по ширине: обратите внимание на повреждение кромки матрицы, неравномерное распределение воздуха или непостоянный расход полимера.

Типичные характеристики SMS в зависимости от приложения

SMS – это не единая система, универсальная для всех. Производители обычно выбирают базовую плотность, разделение слоев и схему склеивания, исходя из характеристик конечного использования. Приведенные ниже примеры иллюстрируют, как практические требования соотносятся с производственным выбором.

Итог: Производство SMS является успешным, когда слой, полученный методом экструзии из расплава, является однородным и защищенным, а слои спанбонда достаточно связаны, чтобы обеспечить долговечность при обращении без ущерба для спроектированной структуры пор.