Mit jelent az „extrudálási sebesség” egy olvasztva fújt, nem szőtt textília gépen?

Az a Olvadva fújt nemszőtt szövet gép , az extrudálási sebesség a szerszámhoz szállított polimer olvadék áteresztőképessége. A napi termelés során a leghasznosabb ezt így kifejezni:

• Lyukankénti áteresztőképesség (g/perc/lyuk): a legjobb a különböző furatszámú szerszámok összehasonlításához.
• Átmeneti teljesítmény a szerszám szélességénként (kg/h/m): praktikus vonalszintű tervezéshez és alaptömeg szabályozáshoz.
• Az extruder teljes teljesítménye (kg/h): kényelmes, de elrejti a szerszámgeometriai hatásokat.

A kulcsszó szándéka " Hogyan befolyásolja az extrudálási sebesség a szál jellemzőit ” alapvetően tömegegyensúlyi kérdés: ha több polimer tömeget nyomunk át ugyanazon a csillapítási rendszeren (hot air die geometria DCD), a szálképzés fizikának el kell tolódnia, hacsak nem növeljük arányosan a húzási energiát.

Miért változtatja meg az extrudálási sebesség a szálképzést?

1) Tömegáram vs. rendelkezésre álló húzási energia

Az olvadékfújt szálakat nagy sebességű forró levegő gyengíti. Ha a levegő sebessége/hőmérséklete nem változik, és növeli az extrudálási sebességet, a levegőnek meg kell nyúlnia több tömeg egységnyi idő alatt. A tipikus eredmény az nagyobb átlagos szálátmérő és a szélesebb átmérőeloszlás hacsak nem növeli a levegőenergiát (hőmérséklet, nyomás/áramlás) vagy módosítja a szerszám/légkés beállításait.

2) Tartózkodási idő és olvadékhőmérséklet stabilitása

Nagyobb sebességnél az olvadék kevesebb időt tölt az extruderben és az olvadékszivattyúban. Ez csökkentheti a termikus egyensúlyt és növelheti a hőmérsékleti gradienseket. Ha az olvadék hőmérséklete a szerszámban változik, a szál átmérője és a szövedék egyenletessége a szélességben változik.

3) Viszkozitási és rugalmassági hatások

A szokásos PP olvadékfúvott minőségeknél (nagy olvadékáramlás) a kis viszkozitásváltozások észrevehető átmérő-eltolódásokat eredményeznek. A nagyobb extrudálási sebesség növelheti a nyírási melegítést a szerszámban, és megváltoztathatja a látszólagos viszkozitást, ami a hőmérséklet-szabályozás stabilitásának függvényében segítheti vagy ronthatja a csillapítást. Gyakorlatilag: ha a vezeték hőmérséklet-szabályozása szoros, a nagyobb nyírás némileg elősegítheti az áramlást; ha nem, akkor felerősíti a változékonyságot.

Az extrudálási sebességre legérzékenyebb száltulajdonságok

A szál átmérője és eloszlása

A legtöbb olvasztva fúvott elrendezésben az extrudálási sebesség növelése állandó levegőviszonyok mellett növeli a szál átmérőjét. Gyakorlati példa, amely gyakran látható a szűrési minőségű PP-sorokon:

• „Kiegyensúlyozott” állapotban a rostok átlagosan alakulhatnak ~2-4 μm .
• Az áteresztőképesség-növekedés után a levegőszívás növelése nélkül az átlagok eltolódhatnak ~4-7 μm , több durvább rosttal és kevesebb ultrafinomsággal.

A pontos eltolódás a polimer reológiájától, a szerszámfuratok átmérőjétől/távolságától, a légréstől, a légnyomástól/áramlástól és a szerszám és a kollektor közötti távolságtól (DCD) függ, de az irány konzisztens: több tömeg azonos húzással vastagabb szálakat eredményez.

Shot, gyöngyök és „kötélszerű” szálak

Ha az extrudálási sebesség meghaladja a csillapítási kapacitást, előfordulhat, hogy az olvadékáram nem fibrillál teljesen. A tünetek közé tartoznak a gyöngyök/lövések (polimer cseppek), a szalagszerű szálak és a helyi szálköteg. Hasznos működési szabály, hogy a lövés kezdete általában egybeesik a következőkkel:

• Nem elegendő a levegő lendülete az új tömegáramhoz (a légnyomás/áramlás túl alacsony a sebességhez), ill
• Túl alacsony olvadási hőmérséklet nagyobb teljesítményen (túl viszkózus olvadék ahhoz, hogy simán csillapítsa).

Szövedék egységessége és alaptömeg-profilja

A nagyobb áteresztőképesség növeli a keresztirányú (CD) alaptömeg-csíkok kockázatát, ha a szerszám nyomásesése és hőmérséklet-eloszlása nem egyenletes. A gyakorlatban, ha a szerszámhőmérséklet csak néhány fokkal változik, a nagyobb sebességű állapot gyakran jobban láthatóvá teszi a profilhibákat, mivel a folyamatablak beszűkül.

Pórusméret és felület

A durvább szálak csökkentik a fajlagos felületet, és jellemzően növelik a hatékony pórusméretet. Ez előnyös lehet a légáramlási közegek számára, de ronthatja a gát hatékonyságát, ha a termék finom szálaktól függ a részecskék felfogásában.

Hatás a szűrésre és a gát teljesítményére

A szűrésnél (maszkos hordozók, HVAC, ipari szűrők) a szálátmérő-eloszlás a befogási hatékonyság és a nyomásesés elsődleges mozgatórugója. Amikor az extrudálási sebesség növekszik és a szál átmérője megnő (a levegőszívás kompenzálása nélkül), a tipikus változások a következők:

• Alacsonyabb hatásfok azonos alaptömeg mellett (kevesebb ultrafinom, kisebb felület).
• Alacsonyabb nyomásesés előfordulhat (nagyobb pórusok), de ez nem mindig nyer, ha a hatékonyság túlságosan csökken.
• Nagyobb variálhatóság kötegenként ha a hőmérséklet/nyomás szabályozás marginális, mert a nagyobb sebességű működés gyakran megfeszíti a stabil ablakot.

Ha elektrettöltést használnak, a szál átmérője még mindig számít: még töltés esetén is, ha a túlnyomórészt ~2–4 μm-es szálakról ~5–8 μm-es szálakra váltunk, akkor csökkenhet a mechanikai befogási hozzájárulás, ami magasabb töltési szintet vagy nagyobb alaptömeget kényszerít az azonos szűrési besorolás fenntartására.

Praktikus folyamatablakok és mire számíthatunk alacsony vagy magas extrudálási sebesség mellett

A „biztonságos” ablak meghatározásának egy praktikus módja, ha beállítunk egy szálcélt (például a szűrőközeg gyakran az ultrafinomság nagy részét részesíti előnyben), majd megkeresi a legmagasabb extrudálási sebességet, amely még mindig megfelel az átmérő/lövés határértékeinek, amikor a levegő hőmérséklete/nyomása, a DCD és a kollektor sebessége fenntartható alapértékeken van.

Hogyan hangoljuk be az extrudálási sebességet a szál minőségének romlása nélkül

Ha növeli az extrudálási sebességet, kezelje azt az olvadékfúvott „húzócsomag” koordinált változásaként. A cél az, hogy a csillapítási kapacitás arányos legyen a tömegárammal, hogy a szálak jellemzői stabilak maradjanak.

Lépésről lépésre hangolási munkafolyamat

1. Először rögzítse minőségi mérőszámait: célszál-átmérő-tartomány, maximális megengedett lövésszám, alaptömeg-tűrés és szűrési/levegőáteresztő-képességi határértékek.
2. Növelje az extrudálási sebességet kis lépésekben (pl. 2-5% lépések), miközben a kollektor sebességét és a levegőbeállításokat állandó értéken tartja a változás természetes irányának megfigyelése érdekében.
3. Ha a szálak eldurvulnak, kompenzálja a húzási energia növelésével: növelje a primer levegő áramlását/nyomását és/vagy a levegő hőmérsékletét a berendezés határain belül, majd ellenőrizze újra az átmérőeloszlást.
4. Ha lövés jelenik meg, azonnal intézkedjen: vagy csökkentse a sebességet, vagy növelje a levegő impulzusát/hőmérsékletét; ellenőrizze az olvadékhőmérséklet stabilitását is a szerszámzónáknál.
5. Kiegyensúlyozza újra az alaptömeget: a szálminőség helyreállítása után állítsa be a kollektor sebességét a gsm értékre, miközben megőrzi az új, stabil szálállapotot.

Mely gépbeállítások változnak általában az extrudálási sebességgel

• Elsődleges levegő hőmérséklet és légáram/nyomás (növeli a húzóerőt).
• Die-to-collector távolság (DCD) és szívás (befolyásolja a szál hűtését, lerakását és a szalag nyitottságát).
• Az olvadékhőmérséklet profilja és az olvadékszivattyú stabilitása (csökkenti a CD ingadozását a teljesítmény növekedésével).

Üzemi elvitel: az extrudálási sebesség növelése önmagában ritkán növeli a teljesítményt „ingyen”. A legtöbb esetben az azonos száljellemzők fenntartása további levegő/hőkapacitást vagy durvább szálszerkezet elfogadását igényli.

Hibaelhárítási ellenőrzőlista, ha a nagyobb extrudálási sebesség hibákat okoz

Gyakori tünetek és valószínű okok

• Lövés/gyöngy növekedés: a csillapítási kapacitás túllépve; túl kicsi a levegő impulzusa; olvadjon túl hideg/viszkózus a szerszámnál.
• A szál átmérője felfelé tolódik el: az áteresztőképesség növekedése arányos levegőenergia-növekedés nélkül; hőmérséklet-drift változó viszkozitás.
• CD-csíkok vagy nehéz bandák: a szerszámhőmérséklet egyenetlensége nagyobb áramlásnál felerősítve; szennyeződés/részleges eltömődés; olvadékszivattyú hullámzása.
• Összeolvadt foltok / filmszerű területek: túl meleg fekvés, rövid DCD vagy túlzott helyi tömegáram, ami miatt a szálak leszállnak, mielőtt megszilárdulnának.

Gyors korrekciós intézkedések (először a leghatékonyabb)

1. Csökkentse az extrudálási sebességet az utolsó stabil pontig, és ellenőrizze, hogy a hibák eltűnnek (bizonyítja a kapacitáskorlátozást a véletlenszerű felborulás ellen).
2. Növelje a levegőfelvételt (először az áramlás/nyomás, majd a hőmérséklet), miközben figyeli a szál átmérőjét és a lövést.
3. Stabilizálja a szerszám hőmérsékleti profilját (ellenőrizze a zónavezérlést, a szigetelést és az érzékelő pontosságát a szélességben).
4. Ellenőrizze az olvadékszűrést, a szitacsomag állapotát és a szerszám tisztaságát, ha továbbra is csíkok vagy szaggatott ütések jelennek meg.

Mit kell dokumentálni a szálak jellemzőinek hosszú távú szabályozásához

Következetesen kezelni, hogy az extrudálási sebesség hogyan befolyásolja a szálak jellemzőit a olvasztva fújt nem szőtt szövet gép , rögzítsen egy tömör „folyamat-ujjlenyomatot” minden termékkategóriához:

• Az extrudálási sebességet fejezzük ki g/perc/lyuk (vagy kg/h/m), plusz az olvadékszivattyú fordulatszáma és a szerszámnyomás.
• Elsődleges levegő hőmérséklet és légnyomás/áramlás beállítása.
• DCD, szívás, kollektor sebesség és alaptömeg cél.
• Mért eredmények: szálátmérő (átlag és terjedés), lövésszám (vagy minőségi értékelés), légáteresztő képesség/nyomásesés és (ha releváns) szűrési hatékonyság.

Ha ezeket a bemeneteket együtt követi nyomon, az extrudálási sebesség változásai előre láthatóvá válnak: ha nagyobb sebességre van szükség, előre megtervezheti a levegő/hőmérséklet megfelelő beállítását, ahelyett, hogy utólag reagálna a minőségromlásra.