تُضفي إضافة مُركّز كربونات الكالسيوم إلى عملية إنتاج أقمشة البولي بروبيلين غير المنسوجة بتقنية الغزل مزايا إضافية من حيث السعر، وعملية التصنيع، وتكلفة الإنتاج، والخصائص الفيزيائية، وغيرها. ويُعدّ التوسع الكبير في مجالات استخدام هذه الأقمشة، والتنمية المستدامة لها، إلى جانب ترشيد استهلاك الطاقة وخفض الانبعاثات، من الاتجاهات الحتمية في تطوير صناعة الأقمشة غير المنسوجة بتقنية الغزل. سنتناول اليوم عملية استخدام كربونات الكالسيوم في الأقمشة غير المنسوجة وتطبيقاتها.
عملية تصنيع كربونات الكالسيوم في نسيج البولي بروبيلين غير المنسوج بتقنية الغزل
المادة الخام المستخدمة في إنتاج نسيج البولي بروبيلين غير المنسوج بتقنية الغزل هي بولي بروبيلين ذو مؤشر انصهار عالٍ، يُخلط بالتساوي مع مُركّز مُدعّم بكربونات الكالسيوم. يدخل المزيج إلى جهاز البثق اللولبي من القادوس ليتم صهره بالبثق، ثم يمر عبر مُرشّح أولي مُستمر، وأخيرًا يدخل إلى صندوق الغزل. يدخل المصهور إلى رأس الغزل عبر مضخة قياس، حيث تُقاس كميته بدقة ليتم نقله كميًا إلى لوحة الغزل، حيث يُشكّل تدفقًا دقيقًا مُستمرًا من المصهور عبر فتحات الغزل، مُكوّنًا بذلك الألياف الأولية. تُبرّد الألياف المُتولّدة حديثًا بواسطة هواء بارد مُفاجئ، وتُمدّد بفعل تيار الهواء لتشكيل حزم طويلة. تُحرّك أسطوانة الغزل هذه الحزم الطويلة ذهابًا وإيابًا، وتُفرد بالتساوي على ستارة شبكية متحركة لتشكيل نسيج ليفي.
لماذا نختار كربونات الكالسيوم كمادة مالئة رئيسية؟
كربونات الكالسيوم منتج كيميائي غير عضوي بالغ الأهمية، ويُستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل البلاستيك والمطاط والطلاء وصناعة الورق. وفيما يلي خصائص بعض المواد المالئة الشائعة الاستخدام في الصناعة:
كربونات الكالسيوم: يُستخدم مُركّز الحشو في الأقمشة غير المنسوجة بتقنية سبونبوند لتقليل التكاليف. وبناءً على الخبرة في تعديل خصائص الراتنجات البلاستيكية وخفض التكاليف، يُعدّ كربونات الكالسيوم الخيار الأنسب من حيث التكلفة والتوافر، ويتميز بمظهره المسحوقي الأبيض عديم الرائحة. تبلغ كثافته النسبية 2.71، ومعامل انكساره 1.65، وصلابته على مقياس موس 3.
التربة القديمة: سهلة التشتت، أغلى نسبياً من كربونات الكالسيوم، كما أنها بيضاء اللون، بكثافة نسبية تبلغ 2.6 ومعامل انكسار يبلغ 1.56.
بودرة التلك: سهلة التوزيع، وتُسهّل عملية التصنيع، وهي بودرة بيضاء ذات بلورات صلبة. أرغب بكثافة تتراوح بين 2.7 و2.8، لكن سعرها مرتفع نسبيًا.
مسحوق الميكا: يتميز بدرجة بياض نسبية منخفضة. ونظرًا لكونه غير سام، يمكن استخدام مسحوق الميكا في المنتجات الملامسة للأغذية بكثافة نسبية تتراوح بين 2.8 و 3.0، ومعامل انكسار يبلغ 1.59، وصلابة موس تبلغ 3.
الولاستونيت: بكثافة نسبية تبلغ 2.9، ومعامل انكسار يبلغ 1.63، وصلابة موس تبلغ 4.5، فإن ميزته الأكبر هي أنه لا يمتص الرطوبة وله تأثير ضئيل على مزيج الألوان الرئيسي.
لذا، في عملية إنتاج الأقمشة غير المنسوجة، يُختار كربونات الكالسيوم عادةً كمادة مالئة رئيسية، وتُضاف كمية صغيرة من الكاولين أو الولاستونيت بشكل مناسب لزيادة التشتت والشفافية أثناء عملية الإنتاج. ويُفضّل عمومًا استخدام كربونات الكالسيوم ذات حجم حبيبات 1500 أو أكبر، ولا يُنصح باستخدام كربونات الكالسيوم ذات حجم حبيبات دقيق جدًا نظرًا لارتفاع تكلفتها. إضافةً إلى ذلك، يصعب عادةً تشتيت المساحيق فائقة النعومة.
طريقة تعبئة مادة التعبئة
دون تغيير معدات الإنتاج أو ظروف العملية، تُضاف مادة الحشو إلى قادوس تغذية مُركّز الألوان، ولكن نسبة الإضافة ستكون محدودة نتيجةً لذلك. يُضيف بعض المصنّعين قادوسًا ومُغذّيًا أكبر خصيصًا لإضافة مواد الحشو. تبلغ أقصى كمية للمواد الحبيبية المُضافة حوالي 20%، وكمية المسحوق المُضافة حوالي 8%. وقد أضاف بعض المصنّعين مؤخرًا آلة خلط أو أكثر لخلط هذه المواد بالتساوي وتغذيتها يدويًا في القادوس، ما يُحقق تجانسًا أكبر نسبيًا. يُمكن أن تصل نسبة الإضافة إلى 30%، ونسبة المسحوق إلى حوالي 15%. يقوم بعض المصنّعين بخلطها بالتساوي ثم شفطها إلى القادوس، لكن التجانس يكون أقل، ومع ذلك يُمكن إضافة ما بين 20% و30%.
بسبب انخفاض تكلفة استخدام الملونات المركزة، كلما زاد تركيز المادة المالئة في الملونات المركزة، انخفضت التكلفة، ونسبة إضافة المستخدم ضئيلة نسبيًا. على النقيض من ذلك، كلما انخفض التركيز، ارتفعت التكلفة، وزادت نسبة إضافة المستخدم. ولا يمكن إضافة الملونات المركزة إلى الملونات المركزة المستخدمة في الإنتاج لتجنب التأثير على وظائفها.
على الرغم من أن استخدام كربونات الكالسيوم كمادة مالئة رئيسية يمكن أن يزيد من إنتاجية الأقمشة غير المنسوجة ويقلل التكاليف، إلا أن الأقمشة غير المنسوجة المنتجة بهذه الطريقة تتميز بمقاومة ضعيفة للتمزق وتكون عرضة للتلف أثناء الاستخدام. ولتحسين هذا العيب،
فيما يلي الاحتياطات اللازمة لاستخدام خليط التعبئة الرئيسي:
1. لا يمكن إضافة مواد مالئة إلى الخلطة الرئيسية الوظيفية المستخدمة في الإنتاج لتجنب التأثير على وظائفها. تؤثر المواد المالئة سلبًا على بعض المواد الوظيفية، ولكنها لا تؤثر على اللون.
2. إن حشو المادة الرئيسية له تأثير تدهور معين، مما يؤثر على عمر الأقمشة غير المنسوجة، وخاصة الأقمشة غير المنسوجة المصنوعة من مواد مسحوقية.
3. تشمل معايير الاختبار لهذا المنتج ما يلي:
معيار GW∝-2000 للتحكم في حرق النفايات الصلبة البلدية
معدل تدفق الذوبان GB 3682
طريقة اختبار Q/TNGM 01-2006 لمؤشر ارتفاع الضغط لمادة التلوين الرئيسية لألياف البولي بروبيلين
طريقة اختبار GB 1033 لكثافة المادة المركزة للحشو
اختبار البياض GB 2913
4. يصعب تخزين المادة المركزة المعبأة في الهواء لفترة طويلة، كما أنها تمتص الرطوبة بشدة، مما قد يؤثر على قابليتها للغزل. في حال استخدامها بشكل غير منتظم، يُنصح بتعبئتها في عبوات مفرغة من الهواء.
