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无纺布生产中如何选用色母粒

文章出处:未知 发表时间:2019-05-29

纺粘法无纺布是无纺布行业中发展最快的品种,占无纺布总产量的40%左右。以聚丙烯为原料的纺粘法无纺产品广泛(extensive)应用于医用材料、卫生材料、家具用布、地毯基布、装饰材料、防护材料、汽车工业等方面。
聚丙烯是一种纯线型的饱和碳氢(Hydrogen)高聚物,大分子上不含极性基团和活性基团,具有高度的化学稳定(解释:稳固安定;没有变动)性。黑色母色母粒的一种,但它的地位与其他色母粒又有些不同。黑色母是塑胶加工中最常用的一种色母粒,也是量最大的一种色母粒。聚丙烯纤维结晶度高、结构致密、疏水性强,这些特点使得聚丙烯难以提供染色席位,染料分子无法或难以扩散到其内部。因此,为了提高聚丙烯无纺布的实用性和美观性,在生产中采用色母粒纺前染色法。本文就色母粒的选用对纺粘法无纺布生产的影响进行分析。
色母粒的成分选用色母粒是指颜料按20%~80%的比例经研磨或双螺杆挤出机均匀地分散到树脂中而制得的颜色颗粒,具有着色效果优良,便于自动计量和运输,节约能源(解释:向自然界提供能量转化的物质),无粒尘、无污染等优点。国际色母粒市场集中在美国、西欧、日本等,我国色母粒生产厂家主 要分布在广东、浙江、江苏、山东、北京、上海等省市。在纺粘法聚丙烯生产中,色母粒的成分选用主要从以下几个方面考虑。
1、颜料:颜料是色母粒中的主要成分,主要有无机颜料收稿日期:2007.03—02 和有机颜料两大类。无机颜料一般为金属氧(Oxygen)化物、硫化物或金属盐,具有较好的耐光性和耐气候性,这对于抗光性较差的聚丙烯树脂来说意义重大。其缺点是粒径较大;有机颜料具有着色力强、分散性好、色泽鲜艳等优点,但其在光照下往往会引起饱和度下降(descend),易造成着色成品褪色(解释:颜色失去鲜艳;变得暗淡),建议选用粒径合适的无机颜料。
颜料的耐热性是指在生产或使用温度(temperature)下颜料的颜色或性能发生变化的温度,要求其耐热性在250℃左右,此时有色制品色差小;同时所选颜料耐迁移性要>5级,耐光性6~8级,与聚丙烯树脂具 有较好的相容性,与其他添加剂的协同性好,在纺丝 加工过程中着色牢固;对于医疗和妇婴用品,颜料中不能含用危害健康的重金属成分,如镉、铅、汞等。颜料粒径大小直接影响颜料的分散程度和成品性能,若颜料粒径过小,比表面积大,表面自由能就会较大,易聚积成团,造成其在聚丙烯树脂中分散不匀;若颜料粒径偏大,则会在生产中堵塞(dǔ sè)过滤板和喷丝板,使纤维在拉伸时毛丝和断头现象增多,甚至会使树脂或助剂由于停留时间过长而造成热分解,影响纤维的物理机械性能。一般颜料颗粒平均粒径控 制在0.1--0.5/1m之间。
  2、载体 :载体是色母粒的基体,可使色母粒呈颗粒状,占色母粒的30%~50%,载体应与颜料具有较好的亲和力和相容性,选择载体时要考虑与被着色树脂的 相容性及其对着色体系其它性能的影响。
由于纺粘法的纺丝速度较大,对载体的分子量及其分布的要求较为严格,建议选用熔融指数为2010min左右的茂金属催化剂合成的聚丙烯。采用茂金属催化剂合成的聚丙烯,其分子量分布系数<4,可以有效地提高颜料在色母粒中的协和性和分散性,成品着色牢固,美感增强,物理机械性能提高,可以制备成颜料含量为80%的高浓度色母粒,降低(reduce)生产成本。
  3、分散剂:分散剂能够包裹于颜料颗粒表面,减小颜料的 表面自由能,将颜料分散成细微、稳定的颗粒而均匀 地分布在熔体中,并在加工过程中不发生团聚。通常要求分散剂和颜料具有较好的亲和力,与载体具有较好的相容性。从经济效益(Economic performance)和实用性上讲,建议选用聚丙烯蜡(candle)作为分散剂,其软化点高,分子量分布窄,无异味,可以显著提高母粒的着色能力,降低色差,减少纺丝中断丝、滴丝现象。最常使用的分散剂有粉末状、片状等。普通蜡的颗粒明显大于颜料颗粒,对颜料颗粒的包裹不均匀,建议选用微粉蜡。微粉蜡的颗粒尺寸与颜料尺寸接近,蜡粉粒子填充在颜料粒子间可以使颜料粒子保持一定距离并提供润湿作用,能够显著改善颜料的分散性。
4、色母粒的综合指标(target aim)
5、色母粒的加入量:色母粒的加入量直接影响纺丝工艺和产品的染 色效果。加入量少,染色深度不够或染色不匀,加入量过多,会形成人为杂质,增加了纺丝难度(difficulty)。同时由 于色母粒的熔点较常规切片低,灰度高,从而使熔体 粘度发生变化,可纺性变差,丝条拉伸性能下降(descend)。实 践表明,当加入量在1.2%~3.6%时,成品上染好, 可纺性较好。
6、色母粒的混入位置:色母粒毕竟与常规切片的品质指标(target aim)有所差异,为了减少色母粒的热分解,有条件的厂家,色母粒的加热熔融应单独采用1个专用的小螺杆,并通过计量装置与大螺杆中的熔体直接混合后进入熔体过滤 器。
7、其它方面:为了减少成品的色差,在生产(Produce)中还要注意以下的环节。塑料粒子突出的性质是多面性,它能适合于许多加工方法和用途。它的价值和多面性主要来自与优良的耐化学品性能、在宗的热塑性塑料中中最低的密度和最高的熔点、适中的成本。(1)建立每种色母粒在某一配比下的标准样本,按照标准样本的配比对进厂混合后的色母粒进 行打样检验,并与标准样本对照;(2)对进厂的同品种、同批号的色母粒进行混合,对同品种、不同批号的色母粒也要进行混合;(3)在色母粒进入螺杆前,要尽量去除颗粒过大和过小的色母粒,以保证其在螺杆中熔融均匀(jūn yún)和完全;(4)在生产一个色号时中途尽量不要更换色母粒批号。
色差是有色纺粘法聚丙烯无纺布生产中一个常见的现象,色母粒成分的合理选择和正确的工艺控制可以最大程度上将色差控制在合理的范围内,提高产品的质量。黑色母由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂,经良好分散而成的塑料着色剂,其所选用的树脂对着色剂具有良好润湿和分散作用,并且与被着色材料具有良好的相容性,即:颜料+载体+添加剂->色母粒。


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