مراحل تولید اسپان باند
۱-مواد اولیه
بسیاری از پلیمر ها از جمله: پلی پروپیلن، پلی استر، پلی اتیلن، پلی آمید، پلیورتن و… در تولید اسپان باند به کار می‌روند. در میان پلیمر های متعدد، پلی پروپیلنِ(pp) ایزوتاکتیک، از آن جا که نسبتاً گران است ( نه خیلی گران) و بالاترین بازده را دارد، گسترده ترین کاربرد را در ساخت محصولات بی بافت اسپان باند دارد. این پلیمر همچنین کمترین وزن مخصوص و بالاترین تطبیق پذیری را برای محصولات بی بافت دارد. پلی استر(pET) قابلیت و ویژگیهای پارچه‌ای دارد (قابلیت کش آمدن، مدول و پایداری گرمایی) و برای آن دسته از محصولات پلی پروپیلن که تقریباً در همه ی تکنولوژی های تولید محصولات بی بافت استفاده میشود، مناسب تر است. هرچند تولید پلی استر از پلی پروپیلن سخت تر و گران تر است.
۲- تولید اسپان باند
تولید اسپان باند از چندین مرحله ی یکپارچه تشکیل شده است: تغذیه پلیمر، اکسترودر (ریخته گری فشاری)، پمپ اندازه گیری، مجموعه بلوک قالب، نخ ریسی الیاف، سیستم کشش و رسوب، کمربند جمع کننده، منطقه اتصال و پیچش. (به شکل ۱ توجه کنید.)
نمودار شماتیک (طرحواره) تولید اسپان باند
شکل یک نمودار شماتیک(طرحواره) تولید اسپان باند هیلز را نشان می دهد.
۲-۱ ریخته گری فشاری
پلیمر مورد نظر وقتی به دستگاه ریخته گری فشاری منتقل می شود، با گرما و عمل مکانیکی ذوب می شود. این پلیمر با تثبیت کننده ها، مواد افزودنی، رنگ مستربچ، تعدیل کننده های رزین و سایر افزودنی ها در دستگاه مخلوط میشود. پلیمر مخلوط شده از راه پیچ خوردگی منتقل شده و توسط آن که خود گرما دارد، ذوب می شود، سپس پلیمر ذوب شده درون صفحه حرکت می کند. دستگاه، گرمایی نیاز دارد که به تدریج زیاد شود، فشار ذوب و دما هم باید کنترل شود.
شکل دو شماتیک دستگاه ریخته گری فشاری را نشان میدهد.
۲-۲ پمپ اندازه گیری
پلیمر ذوب شده به یک فیلتر یا صافی منتقل میشود و ذرات خارجی مانند فلز ها، خرده پلیمرها و سایر مواد از آن جدا می شوند. فیلتر کردن بسیار مهم است چرا که پلیمر فیلتر نشده ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی مانند مسدود کردن سوراخ‌های نخریسی و شکاف یا گسستگی در الیاف شود.
بعد از فیلتر شدن به یک پمپ اندازه‌گیری منتقل می شود که نقش مهمی در مقدار دقیق جریان حجمی پلیمر ذوب شده، دارد. نکته مهم این است که وقتی پلیمر ذوب شد و به صورت مایعی با دمای یکنواخت درآمد، باید در مجموعه قالب هایی نگهداری شود. پمپ اندازه گیری باید از همه جهات عایق‌بندی شود. دمای گرما بین محدوده ۴۰ کیلوگرم بر ساعت تا ۱۰۰ کیلوگرم بر ساعت و سرعت هم به طور کلی بین ۱۰ دور در دقیقه و ۴۰ دور در دقیقه می باشد.
۲-۳ بسته‌ی نخ ریسی در تولید اسپان باند
مجموعه بلوک قالب (بسته نخ ریسی) یکی از قسمت های مهم در استخراج است که شامل توزیع کننده تغذیه پلیمر و نخ ریسی است. توزیع کننده تغذیه پلیمر باید یکنواخت بودن این توزیع و همچنین یکنواخت بودن دما را کنترل کند تا بین جریان پلیمر ذوب شده و نگهداری آن در مجموعه قالب ها تعادل ایجاد کند. پلیمر ذوب شده از توزیع کننده تغذیه به نخ ریسی منتقل می شود.
نخ ریس در واقع یک قطعه فلزی است که هزاران روزنه یا سوراخ روی خودش دارد، طراحی و ساخت این قسمت بر روی یک دست بودن نخ ها اثر می گذارد. برای تولید گسترده نخ ها، چندین گروه از نخ ریس ها که بلوک یا بانک نامیده می شوند در کنار یکدیگر قرار گرفته اند تا الیاف مناسبی را به طور گسترده تولید کنند. در تولیدات تجاری یا بازرگانی دو یا چند بلوک پشت هم استفاده میشود تا پوشش دهی الیاف را بالا ببرد.
در تولید دو نوع متفاوت از الیاف که نقطه ذوب متفاوتی دارند، باید به طور جداگانه ذوب شوند و در نهایت در بسته نخ ریسی یا پمپ اندازه گیری به هم ملحق شود به طور معمول طراحی بسته نخ ریسی اینگونه است که دمای ۳۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد فشار داخلی، در کل صفحه ی قالب را طاقت می آورد و دمای آن هم باید یکپارچه باشد.
مونتاژ بلوک
۲-۴ هوای سرد کننده/ تضعیف
پلیمر ذوب شده از سوراخ های نخریس خارج میشود. وقتی الیاف خارج شده از محفظه ها می گذرند، هوای خنک به طور مستقیم با آنها در تماس است تا الیاف ذوب شده را تا آنجا خنک کند که منجمد شوند. سرد سازی را میتوان با دمیدن هوا چه توسط سیستم یک طرفه و چه سیستم دو طرفه انجام داد، اما اگر جعبه تامین هوای سرد، درون ریز و دو طرفه باشد در فاصله زمانی کمتری نسبت به جعبه سردسازی که جریانی به سمت رو به رو دارد و یکطرفه است، سرد می‌کند. در تضعیف الیاف توسط هوای سرعت بالا، به یک کانال مخروطی منتقل می‌شوند که باعث سرعت بخشیدن و تضعیف یا کشش الیاف به صورت جداگانه می شود. تضعیف باعث جهت گیری مولکولی پلیمر میشود تا الیاف پیوسته ای تشکیل دهند و ضخامت الیاف به حد مورد نظر در بیاید. گستره سرعت فرایند نخ ریسی از ۱۰۰۰ تا ۸۰۰۰ متر در دقیقه متفاوت است و بستگی به ویژگی های پلیمر، باردهی فرآیند و…دارد. برای مثال پلی پروپیلن(pp) معمولا حدود ۲۰۰۰متر بر دقیقه، پلی آمید حدود ۴۰۰۰ متر بر دقیقه و پلی استر حدود ۶۰۰۰ متر بر دقیقه نخ ریسی میکنند. هنگام عمل سرد سازی توسط هوا، عوامل دیگر مانند دما و رطوبت باید کنترل شوند. هوا رایج ترین روش تضعیف است و در کنار آن، غلتکها و روش الکترواستاتیک(الکتریسیته ساکن) هم برای تضعیف استفاده می شود. به طور کلی سه روش ریسندگی برای تولید اسپان باند وجود دارد؛ شامل: ریسندگی خیس، ریسندگی خشک و ریسندگی ذوب. ریسندگی ذوب استفاده گسترده تری برای تولید اسپان باند دارد و چندین سیستم هم دارد. سیستم ریکو فیل، توسط ریفن هوسر جی ام بی اچ از آلمان، گسترش پیدا کرد.
