คุณภาพและกระบวนการผลิตผ้าไม่ทอแบบยูดี-พีอี

รากฐานคุณภาพของผ้าใยสังเคราะห์แบบไม่ทอ UD-PE (Unidirectionally Drawn Polyethylene) เริ่มต้นจากการคัดเลือกชิปพอลิเอทิลีนโมเลกุลหนักสูงพิเศษ (UHMWPE) อย่างเข้มงวด โดยเลือกวัตถุดิบที่มีอัตราการไหลของหลอมเหลวคงที่และการกระจายมวลโมเลกุลสม่ำเสมอ วัสดุเหล่านี้มีความเป็นผลึกมากกว่า 85% ซึ่งไม่เพียงแต่ให้ความต้านทานการฉีกขาดได้ดีเยี่ยม แต่ยังทำให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีความเสถียรทางเคมีและทนต่อสภาพอากาศได้อย่างโดดเด่น อีกทั้งยังผ่านกระบวนการอบแห้งด้วยสุญญากาศเพื่อกำจัดความชื้นในระดับเล็กน้อย (ความชื้น ≤ 0.05%) เพื่อป้องกันการเกิดข้อบกพร่องจากฟองอากาศระหว่างกระบวนการปั่นเส้นใย และเพื่อให้มั่นใจว่ากระบวนการต่อเนื่องจะดำเนินไปอย่างราบรื่น

กระบวนการหลัก: การแปรสภาพอย่างแม่นยำจากเม็ดพลาสติกหลอมเหลวเป็นเส้นใยที่มีการจัดแนว

1. การปั่นเส้นใยด้วยความร้อน: ขั้นตอนสำคัญในการสร้างเส้นด้าย

ชิป UD-PE ที่แห้งจะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องอัดรีดแบบสกรู โดยจะหลอมละลายอย่างสม่ำเสมอผ่านการเพิ่มอุณหภูมิตามขั้นตอน (180-220℃) จากนั้นพีอีที่อยู่ในสถานะหลอมเหลวจะถูกควบคุมปริมาณการไหลออกอย่างแม่นยำ (ความคลาดเคลื่อน ≤ ±1%) โดยปั๊มวัดปริมาตร ก่อนจะเข้าสู่ชุดรูเล็กบนหัวฉีด (เส้นผ่านศูนย์กลางรู: 0.2-0.5 มม.) เพื่อสร้างเส้นใยหลอมเหลวที่ต่อเนื่องและสม่ำเสมอ ในจุดนี้ลมเย็นความเร็วสูง (ความเร็วลม: 3-5 ม./วินาที) จะเป่าในแนวตั้งฉากกับเส้นใย ทำให้เส้นใยแข็งตัวอย่างรวดเร็วกลายเป็นเส้นใยที่ยังไม่ผ่านการยืด (as-spun fibers) เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยจะถูกควบคุมให้อยู่ในช่วง 10-30 ไมครอน เพื่อให้มั่นใจถึงความบางและความยืดหยุ่นของเส้นใย

2. การยืดแบบหนึ่งทิศทาง: การมอบความแข็งแรงที่มีทิศทางให้กับเส้นใย

หลังจากที่เส้นใยที่เพิ่งปั่นใหม่ถูกดึงโดยลูกกลิ้งดึง เส้นใยจะเข้าสู่หน่วยการยืดแบบทางเดียว ซึ่งเป็นจุดเด่นทางเทคโนโลยีหลักของผ้าไม่ทอแบบ UD-PE โดยผ่านความต่างของความเร็วในชุดลูกกลิ้งดึงหลายชุด (อัตราการดึง: 8-12 เท่า) เส้นใยจะถูกบังคับให้ยืดในทิศทางตามยาว ทำให้โซ่โมเลกุลจัดเรียงตัวอย่างมีทิศทางและขนานไปตามทิศทางของแรงที่กระทำ ความแข็งแรงของเส้นใยที่ถูกจัดเรียงตัวมีค่าสูงกว่าเส้นใยที่ไม่ได้รับการยืด 3-5 เท่า โดยมีความแข็งแรงขณะขาด 20-30 ซีเอ็น/เดทเท็กซ์ โมดูลัสการยืดตัวตามแนวยาวได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับสมรรถนะการรับแรงในทิศทางเดียวของผลิตภัณฑ์สุดท้าย

3. การสร้างโครงสร้างผ้าและการยึดเกาะ: กระบวนการขึ้นรูปเพื่อความมั่นคงของโครงสร้าง

ชุดเส้นใยหลังจากการยืดแบบเดี่ยวทิศทางจะถูกแผ่กระจายอย่างสม่ำเสมอกลายเป็นผ้าใยต่อเนื่องโดยเครื่องจัดเรียงผ้าใย ซึ่งแตกต่างจากผ้าไม่ทอแบบดั้งเดิม ผ้าไม่ทอแบบ UD-PE ใช้กระบวนการยึดติดด้วยความร้อน โดยการควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ (120-140℃) และการปรับแรงดัน (0.3-0.5MPa) ของลูกกลิ้งรีดร้อน ทำให้ผิวของผ้าใยเกิดการหลอมละลายบางส่วนและยึดติดกัน ส่งผลให้เกิดผ้าไม่ทอพื้นฐานที่มีโครงสร้างมั่นคง ในระหว่างกระบวนการยึดติดด้วยความร้อน อุณหภูมิและแรงดันจะถูกควบคุมอย่างเข้มงวด เพื่อให้มั่นใจในความแข็งแรงของการยึดติด และป้องกันการเสื่อมสภาพของเส้นใยที่เกิดจากการหลอมละลายมากเกินไป

ข้อได้เปรียบของกระบวนการหลักและคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์

ความเหนียวแบบมีทิศทาง: กระบวนการยืดในทิศทางเดียวทำให้โมเลกุลของเส้นใยจัดเรียงตัวอย่างมีทิศทาง ความแข็งแรงในการขาดตามแนวยาวของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีค่าสูงกว่าวัสดุสิ่งทอไม่ทอ PE ทั่วไป 3-5 เท่า มีความต้านทานการฉีกขาดได้ดีเยี่ยม จึงเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการรับน้ำหนักสูง

เบาและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: วัตถุดิบคือพอลิเอทิลีน ซึ่งมีความหนาแน่นเพียง 0.94 กรัม/ซม.³ สามารถควบคุมน้ำหนักต่อพื้นที่ของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปไว้ที่ 20-200 กรัม/ม² รวมคุณสมบัติน้ำหนักเบาและความแข็งแรงสูงเข้าด้วยกัน นอกจากนี้ยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ จึงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

ความมั่นคงและเชื่อถือได้: กระบวนการทั้งหมดถูกควบคุมโดยระบบอัตโนมัติ (พารามิเตอร์สำคัญ เช่น อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการยืด ถูกตรวจสอบแบบเรียลไทม์) อัตราผลิตภัณฑ์ผ่านเกณฑ์มากกว่า 99% และมีความผันผวนของสมรรถนะต่ำ

ความยืดหยุ่นในการใช้งานหลายรูปแบบ: โดยการปรับสูตรวัตถุดิบ อัตราการยืด และกระบวนการบำบัดหลังผลิต สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีข้อกำหนดหลากหลาย ตั้งแต่ชนิดเบามาก (สำหรับการป้องกันทางการแพทย์และการป้องกันกระสุนในทางทหาร) ไปจนถึงชนิดหนัก (สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรม) เพื่อตอบสนองความต้องการในสาขาต่างๆ