منظور از "نرخ اکستروژن" در دستگاه پارچه نبافته مذاب چیست

در یک دستگاه پارچه نبافته ذوب شده ، نرخ اکستروژن، توان عملیاتی مذاب پلیمری است که به قالب تحویل داده می شود. در تولید روزانه، بیان آن به این صورت مفید است:

• توان عملیاتی در هر سوراخ (گرم در دقیقه / سوراخ): بهترین برای مقایسه قالب ها با تعداد سوراخ های مختلف.
• توان عملیاتی در عرض قالب (kg/h/m): برای برنامه ریزی در سطح خط و کنترل وزن پایه عملی است.
• کل خروجی اکسترودر (کیلوگرم در ساعت): راحت است، اما جلوه های هندسی قالب را پنهان می کند.

هدف کلمه کلیدی " چگونه نرخ اکستروژن بر ویژگی های فیبر تأثیر می گذارد اساساً یک سؤال تعادل جرم است: وقتی جرم پلیمری بیشتری را از طریق یک سیستم تضعیف یکسان (هندسه قالب هوای داغ DCD) فشار می‌دهید، فیزیک تشکیل فیبر باید تغییر کند، مگر اینکه انرژی کشش را به طور متناسب افزایش دهید.

چرا سرعت اکستروژن باعث تغییر شکل گیری فیبر می شود؟

1) جریان جرمی در مقابل انرژی کششی موجود

الیاف ذوب شده توسط هوای داغ با سرعت بالا ضعیف می شوند. اگر سرعت/دمای هوا بدون تغییر باشد و سرعت اکستروژن را افزایش دهید، هوا باید کشیده شود. جرم بیشتر در واحد زمان نتیجه معمولی است متوسط قطر فیبر بزرگتر و الف توزیع قطر گسترده تر مگر اینکه انرژی هوا (دما، فشار/جریان) را نیز افزایش دهید یا تنظیمات دای/چاقوی هوا را تغییر دهید.

2) زمان ماند و پایداری دمای مذاب

در نرخ های بالاتر، مذاب زمان کمتری را در اکسترودر و پمپ مذاب صرف می کند. این می تواند تعادل حرارتی را کاهش دهد و گرادیان دما را افزایش دهد. اگر دمای مذاب در سراسر قالب متفاوت باشد، قطر الیاف و یکنواختی شبکه در عرض متفاوت خواهد بود.

3) اثرات ویسکوزیته و کشسانی

برای گریدهای متداول PP مذاب (جریان مذاب بالا)، تغییرات کوچک ویسکوزیته به تغییر قطر قابل توجه تبدیل می شود. نرخ اکستروژن بالاتر می تواند گرمایش برشی را در قالب افزایش دهد و ویسکوزیته ظاهری را تغییر دهد، که بسته به پایداری کنترل دما می تواند به تضعیف کمک کند یا به آن آسیب برساند. عملا: اگر کنترل دمای خط محکم باشد، برش بالاتر می تواند اندکی به جریان کمک کند. اگر نه، تغییرپذیری را تقویت می کند.

ویژگی های فیبر حساس ترین به نرخ اکستروژن است

قطر و توزیع فیبر

در اکثر تنظیمات مذاب، افزایش نرخ اکستروژن در شرایط هوای ثابت، قطر فیبر را افزایش می‌دهد. یک مثال عملی که اغلب در خطوط PP درجه فیلتراسیون دیده می شود:

• در شرایط "متعادل"، الیاف ممکن است به طور میانگین ~ 2-4 میکرومتر .
• پس از افزایش توان عملیاتی بدون افزایش جذب هوا، میانگین ها می توانند به سمت بالا حرکت کنند ~4-7 میکرومتر ، با الیاف درشت بیشتر و فوق ریز کمتر.

جابجایی دقیق به رئولوژی پلیمر، قطر/فاصله سوراخ قالب، شکاف شکاف هوا، فشار/جریان هوا و فاصله دای تا کلکتور (DCD) بستگی دارد، اما جهت ثابت است: جرم بیشتر با کشش یکسان تمایل به تولید الیاف ضخیم‌تری دارد.

شات، مهره ها و الیاف "طناب".

هنگامی که نرخ اکستروژن از ظرفیت تضعیف بالاتر می رود، جریان مذاب ممکن است به طور کامل فیبریل نشود. علائم شامل دانه ها/شات (قطرات پلیمر)، الیاف روبان مانند و بسته بندی فیبر موضعی است. یک قانون عملیاتی مفید این است که شروع شلیک معمولاً همزمان با یکی از موارد زیر است:

• حرکت هوای ناکافی برای جریان جرمی جدید (فشار/جریان هوا برای میزان بسیار کم)، یا
• دمای ذوب بسیار پایین در خروجی بالاتر (ذوب آنقدر چسبناک است که به آرامی ضعیف شود).

یکنواختی وب و نمایه وزن پایه

در صورتی که افت فشار قالب و توزیع دما یکنواخت نباشد، توان عملیاتی بالاتر خطر رگه‌های وزن پایه (CD) را افزایش می‌دهد. در عمل، اگر دمای قالب فقط چند درجه تغییر کند، شرایط با نرخ بالاتر اغلب باعث می‌شود که عیوب نمایه بیشتر دیده شود زیرا پنجره فرآیند باریک می‌شود.

اندازه منافذ و مساحت سطح

الیاف درشت تر سطح ویژه را کاهش می دهند و معمولاً اندازه منافذ مؤثر را افزایش می دهند. این می تواند برای رسانه های جریان هوا مفید باشد، اما اگر محصول برای رهگیری ذرات به الیاف ریز وابسته باشد، می تواند کارایی مانع را کاهش دهد.

تاثیر بر عملکرد فیلتراسیون و مانع

برای فیلتراسیون (رسانه های ماسک، HVAC، فیلترهای صنعتی)، توزیع قطر فیبر عامل اصلی راندمان جذب و افت فشار است. هنگامی که نرخ اکستروژن افزایش می‌یابد و قطر فیبر بزرگ‌تر می‌شود (بدون جبران هوا، تغییرات معمولی عبارتند از:

• راندمان کمتر در همان وزن پایه (اولرا ریز کمتر، سطح پایین تر).
• افت فشار کمتر ممکن است رخ دهد (منافذ بزرگتر)، اما اگر بازدهی بیش از حد کاهش یابد، این همیشه یک پیروزی نیست.
• تنوع بیشتر دسته به دسته اگر کنترل دما/فشار حاشیه ای باشد، زیرا عملیات با سرعت بالاتر اغلب پنجره پایدار را سفت می کند.

اگر از شارژ الکتریکی استفاده شود، قطر فیبر همچنان اهمیت دارد: حتی با شارژ کردن، جابجایی از الیاف ~2-4 میکرومتر به الیاف ~5-8 میکرومتر می تواند سهم جذب مکانیکی را کاهش دهد و سطوح شارژ بالاتر یا وزن پایه بالاتر را مجبور به حفظ درجه فیلتراسیون یکسان کند.

پنجره های فرآیند عملی و آنچه در نرخ اکستروژن پایین در مقابل بالا باید انتظار داشت

یک راه عملی برای تعریف پنجره "ایمن" این است که یک هدف فیبر را تنظیم کنید (به عنوان مثال، رسانه های فیلتر اغلب کسر بالایی از مواد فوق ریز را در اولویت قرار می دهند) و سپس یافتن بالاترین نرخ اکستروژن که همچنان با محدودیت های قطر/شات مطابقت دارد زمانی که دما/فشار هوا، DCD و سرعت کلکتور در نقطه های تنظیم پایدار هستند.

نحوه تنظیم نرخ اکستروژن بدون از دست دادن کیفیت فیبر

هنگامی که نرخ اکستروژن را افزایش می دهید، آن را به عنوان یک تغییر هماهنگ در سراسر "بسته کشی" مذاب تلقی کنید. هدف حفظ ظرفیت تضعیف متناسب با جریان جرمی است تا ویژگی های فیبر ثابت بماند.

تنظیم گام به گام گردش کار

1. ابتدا معیارهای کیفیت خود را قفل کنید: محدوده قطر فیبر هدف، حداکثر تعداد شلیک مجاز، تحمل وزن پایه، و محدودیت‌های فیلتراسیون/تراواپذیری هوا.
2. افزایش نرخ اکستروژن در مراحل کوچک (به عنوان مثال، 2-5٪ مراحل) در حالی که سرعت کلکتور و تنظیمات هوا را ثابت نگه می دارید تا جهت طبیعی تغییر را مشاهده کنید.
3. اگر الیاف درشت شدند، با افزایش انرژی کشش جبران کنید: جریان/فشار هوای اولیه و/یا دمای هوا را در محدوده تجهیزات افزایش دهید، سپس توزیع قطر را دوباره بررسی کنید.
4. اگر شات ظاهر شد، فوراً آن را برطرف کنید: یا سرعت را کاهش دهید یا حرکت/دمای هوا را افزایش دهید. همچنین ثبات دمای مذاب را در مناطق قالب بررسی کنید.
5. وزن پایه را مجدداً متعادل کنید: هنگامی که کیفیت فیبر بازیابی شد، سرعت کلکتور را طوری تنظیم کنید که به gsm برسد و در عین حال شرایط فیبر جدید پایدار را حفظ کنید.

کدام تنظیمات ماشین معمولاً با نرخ اکستروژن حرکت می کنند

• دمای هوای اولیه و جریان/فشار هوا (قدرت کشش را اضافه می کند).
• فاصله دای تا جمع کننده (DCD) و مکش (بر خنک کننده فیبر، خوابیدن و باز بودن وب تأثیر می گذارد).
• مشخصات دمای مذاب و پایداری پمپ مذاب (تغییر CD را با افزایش خروجی کاهش می دهد).

تحویل عملیاتی: افزایش نرخ اکستروژن به تنهایی به ندرت خروجی را به صورت رایگان افزایش می دهد. در بیشتر موارد، حفظ ویژگی های فیبر یکسان نیاز به ظرفیت هوا/حرارتی اضافی یا پذیرش ساختار فیبر درشت تر دارد.

چک لیست عیب یابی زمانی که نرخ اکستروژن بالاتر باعث نقص می شود

علائم شایع و علل احتمالی

• افزایش گلوله/مهره: ظرفیت تضعیف بیش از حد؛ تکانه هوا خیلی کم؛ در قالب خیلی خنک/ چسبناک ذوب شود.
• قطر فیبر به سمت بالا تغییر می کند: افزایش توان عملیاتی بدون افزایش انرژی هوا؛ تغییر دما باعث تغییر ویسکوزیته می شود.
• رگه های سی دی یا باندهای سنگین: عدم یکنواختی دمای قالب تقویت شده در جریان بالاتر. آلودگی / اتصال جزئی؛ ریپل پمپ مذاب
• نقاط ذوب شده / مناطق فیلم مانند: خواب بسیار داغ، DCD کوتاه، یا شار جرم موضعی بیش از حد که باعث فرود الیاف قبل از انجماد می شود.

اقدامات اصلاحی سریع (اول موثرترین)

1. سرعت اکستروژن را تا آخرین نقطه پایدار کاهش دهید و نقص ها را تأیید کنید (حد ظرفیت در مقابل ناراحتی تصادفی را ثابت می کند).
2. همزمان با نظارت بر قطر فیبر و شات، جذب هوا (ابتدا جریان/فشار، سپس دما) را افزایش دهید.
3. مشخصات دمای قالب را تثبیت کنید (کنترل ناحیه، عایق و دقت سنسور را در عرض بررسی کنید).
4. فیلتراسیون مذاب، وضعیت بسته صفحه، و تمیزی قالب را در صورت ادامه رگه ها یا شلیک متناوب بررسی کنید.

برای کنترل بلندمدت ویژگی های فیبر چه باید مستند کرد

برای مدیریت مداوم اینکه چگونه نرخ اکستروژن بر ویژگی‌های فیبر روی الف تأثیر می‌گذارد دستگاه پارچه نبافته ذوب شده ، یک «اثر انگشت فرآیند» مختصر برای هر درجه محصول بگیرید:

• نرخ اکستروژن به صورت g/min/hole (یا kg/h/m) به اضافه دور پمپ مذاب و فشار قالب.
• دمای هوای اولیه و تنظیم فشار/جریان هوا.
• DCD، مکش، سرعت کلکتور و هدف وزن پایه.
• نتایج اندازه گیری شده: قطر فیبر (متوسط ​​و پخش)، تعداد شات (یا رتبه بندی کیفی)، نفوذپذیری هوا/افت فشار، و (در صورت لزوم) راندمان فیلتراسیون.

وقتی این ورودی‌ها با هم ردیابی می‌شوند، تغییرات نرخ اکستروژن قابل پیش‌بینی می‌شوند: اگر نرخ بالاتری مورد نیاز است، می‌توانید تنظیمات هوا/حرارتی منطبق را از قبل برنامه‌ریزی کنید، به‌جای اینکه به کاهش کیفیت واکنش نشان دهید.