スパンボンドラインが実際にどのように構成されているか

人々が尋ねると、「 スパンボンドラインは通常どのような成分で構成されていますか 彼らは通常、部品リスト以上のことを望んでおり、モジュールがどのようにして安定した制御可能なプロセスに接続されるかを理解したいと考えています。生産に関して言えば、スパンボンド ラインは、緊密にリンクされた 3 つの段階を通じてポリマー ペレットを結合不織布ウェブに変換する連続システムです。 溶融物の準備 、 フィラメント形成/レイダウン 、 and ウェブボンディング/巻き取り .

ほとんどの工業用ラインはポリプロピレン (PP) 用に設計されていますが、PET および PA のバリエーションも存在します。一般的な動作範囲はポリマーと製品グレードによって異なりますが、多くの PP スパンボンド ラインは 毎分数百メートル ウェブ速度の変動により、多くの場合、次の範囲にまたがる坪量が生成されます。 ～10～200gsm 構成と市場によって異なります。

ポリマーのハンドリングおよび供給コンポーネント

安定した投入材料の流れは、一貫した不織布品質の第一の要件です。送り速度の小さな変動でも、接着後の坪量の変動や弱点として下流に現れる可能性があります。

上流の資材物流

• ポリマーサイロまたはビッグバッグステーション: 汚染と分離を最小限に抑えるための保管と制御された搬送。
• 空気圧搬送と除塵: フィルターの目詰まりや紡糸口金の毛細管の詰まりを促進する可能性のある微粉を削減します。
• ドライヤー (ポリマー依存): 加水分解や粘度低下を防ぐために、吸湿性ポリマー (PET など) に不可欠です。

投与および添加システム

市販のスパンボンド製品のほとんどは、制御された添加剤パッケージに依存しています。一般的な例には、不透明度用の TiO₂ マスターバッチ、衛生カバーストック用の親水性仕上げ剤、または屋外用ファブリック用の安定剤などがあります。実際的なルールとしては、 供給精度と混合の一貫性 縞模様は通常、配合自体ではなく分散不良に起因するため、公称添加剤のパーセンテージよりも重要です。

• 重量フィーダー: 安定した質量流量を維持し、閉ループ坪量制御を可能にします。
• ブレンダー/ミキサー: ペレットとマスターバッチを均質化し、「塩と胡椒」のような欠陥を減らします。

押出、溶融濾過、および計量コンポーネント

このゾーンは、ペレットを、予測可能な粘度を備えたクリーンで温度が安定した溶融物に変換します。溶融物が不安定な場合、下流の制御 (空気の吸引、急冷、結合) が強制的に補正され、通常はスクラップが増加します。

押出機システム

• 単軸押出機 (スパンボンドで一般的): ポリマーを可塑化し、圧力を高めます。バレルゾーンは段階的な加熱を提供します。
• メルトポンプ/ギアポンプ: 紡出による押出変動を切り離します。 それらはフィラメントの均一性の中心です 紡糸口金への流れを安定させるためです。

溶融濾過と分配

濾過により、スピンパックと紡糸口金がゲル、炭化ポリマー、異物粒子から保護されます。実際の操作では、フィルターの状態は、多くの下流パラメーターよりも不良率 (フィラメントの破損、穴、ロープの跡) と強く相関することがよくあります。

• スクリーンチェンジャー (手動または自動): ダウンタイムを最小限に抑えてフィルターを交換できます。
• メルトフィルターとキャンドルフィルター (ライン依存): よりきれいな回転とより長い実行サイクルのための細かいろ過を提供します。
• 分配配管/マニホールド: メルトフローをマルチビームスピニングに均一化します。バランスが悪いと、CD 重量の縞模様が現れることがあります。

スピニングビーム、スピンパック、および紡糸口金コンポーネント

回転ビームはラインの「精密な心臓部」です。一貫したフィラメント形成を実現するには、幅全体にわたって均一な温度と圧力を維持する必要があります。スパンボンドでは、製品の均一性は、ビームが定常状態の状態をどの程度保持するかに強く関係しています。

スピンパックと計量ハードウェア

• スピンポンプ (多くの場合、ビーム設計と統合されています): メーターはキャピラリーまで正確に溶解します。フィラメントのデニールを安定させます。
• スピンパック (フィルター、ブレーカープレート、分​​配層): 穴から押し出す前に、最終的な溶融物の洗浄と流れの分配を保証します。
• ヒーターと断熱材: 粘度勾配や CD 変動の原因となるコールド スポットを軽減します。

口金（ダイ）とキャピラリー

紡糸口金プレートには、何千もの精密な穴 (キャピラリー) が含まれています。典型的なスパンボンド フィラメントの直径については、次の記事でよく議論されています。 ～15～35μm 多くの PP 製品ではこの範囲内ですが、実際の結果はキャピラリの設計、穴ごとのスループット、延伸条件、および急冷効果の関数です。

操作上、紡糸口金の状態は破損頻度の先行指標となります。予防的なクリーニングと規律ある取り扱い (傷やトルクの歪みを避ける) は、通常、慢性的なフィラメント切れのトラブルシューティングよりも低コストです。

クエンチおよびフィラメント減衰コンポーネント

押し出し後、フィラメントを冷却し、引き伸ばす (細くする) 必要があります。このステップは最終的な繊維直径分布を大きく決定し、ウェブの均一性と潜在的な強度に大きく寄与します。

クエンチシステム

• 急冷空気ユニット (クロスフローまたはラジアル設計): 制御された冷却を提供してフィラメント構造を「固定」します。
• 空調と濾過：温度と湿度を安定させます。空気がきれいになると堆積物が減少し、稼働時間が向上します。
• ダクトとダンパー: 幅全体の空気の流れのバランスをとります。不均衡により、CD 重量の縞模様や不均一なボンディング応答が発生する可能性があります。

減衰（絞り）単位

スパンボンドでは、通常、空気圧延伸 (エアードロー) を使用してフィラメントを引き伸ばします。延伸ユニット (多くの場合、エジェクター/ベンチュリ型デバイス) は、フィラメントを高速まで加速します。多くの点で、実際的な最適化の目的は次のとおりです。 フィラメント切れを最小限に抑えた安定した減衰 最大描画ではなく。

• 描画ジェット/エジェクター: フィラメントの直径を縮小する空気駆動のドラフトを生成します。
• ディフューザーとドローダクト: 気流の膨張を制御し、横になる前の乱気流を軽減します。

レイダウンおよびウェブ形成コンポーネント

レイダウンは個々のフィラメントを均一なウェブに変換します。ここでは、空気の流れ、静電気、ベルトの真空、または振動が調整されていない場合、「良い繊維」でも「悪い生地」になる可能性があります。

成形部ハードウェア

• ヘッドと分配要素をレイダウン: 幅全体にフィラメントを広げて CD プロファイルを制御します。
• 移動成形ベルト/ワイヤー: ウェブをサポートします。ベルトの状態はマークと均一性に影響します。
• 吸引ボックス/真空システム: ベルトを通して空気を引き込み、堆積を安定させ、飛び散りを減らします。
• エッジトリムと廃棄物除去: ウェブ幅を管理し、巻き取りを不安定にする可能性のあるエッジの蓄積を防ぎます。

均一性制御 (オペレータが実際に調整するもの)

実際の均一性目標は、通常、CD 坪量プロファイルと全体的な変動性 (CV% として追跡されることが多い) の観点から議論されます。正確な目標はアプリケーションによって異なりますが、最も一般的な制御哲学は次のとおりです。 まずメルトフローを安定させ、次に空気を安定させ（急冷/延伸）、次にレイダウンプロファイルを修正します .

• CD プロファイル アクチュエーター (ライン依存): エッジからセンターまでの重量の違いを修正するためのダンパーまたは配分調整。
• 静電気防止対策: 敷設中のフィラメントの反発や「ロープ張り」を防ぎます。

接着（カレンダー）および熱仕上げコンポーネント

スパンボンドウェブは通常、エンボスパターンロールを使用して加熱カレンダーを使用して熱接着されます。接着は壊れやすいウェブを使用可能な生地に変え、引張強度、伸び、剛性、厚さ、手触りに大きな影響を与えます。

カレンダーとエンボスシステム

• 加熱ロール (スムースエンボスペアが一般的): 熱エネルギーと圧力を与えて繊維の結合点を融合させます。
• ニップ負荷/圧力制御: 強度と柔らかさのバランスをとります。過剰なニップは剛性を高め、かさばる可能性があります。
• 温度制御ループ: 結合を安定化します。ロール温度が不安定になると、バンディングや弱いゾーンが発生する可能性があります。

オプションの接着/仕上げモジュール

製品に応じて、ラインには局所処理（親水性仕上げの塗布など）、表面巻き付け補助剤、または特殊な接着コンセプトなどの追加の仕上げステップが含まれる場合があります。重要な決定は、モジュールが走行性を損なうことなく測定可能な特性 (湿潤時間、摩耗、リント) を改善するかどうかです。

巻き取り、スリット、ロールハンドリングコンポーネント

下流の機器は過小評価されることがよくあります。実際には、多くの「品質に関する苦情」は、繊維の形成ではなく、ロールの欠陥 (伸縮、しわ、コアのつぶれ、エッジの不良) に起因しています。

ウェブ搬送と張力制御

• プルロールとウェブガイド: 安定したトラッキングを維持し、エッジの損傷やシワを防ぎます。
• 張力測定 (ロードセル/ダンサー): 一貫した巻き密度とロール硬度をサポートします。

ワインダーとスリッター

• 表面/中心ワインダー (構成は異なります): 制御された硬度とエッジ品質でロールを構築します。
• スリッティング システム: マスター ロールを顧客の幅に変換します。ナイフの選択と設定により、刃先の品質と糸くずの発生が決まります。
• コアの取り扱いとロール包装のインターフェイス: 損傷を軽減し、トレーサビリティを向上させます。

ユーティリティ、制御システム、およびインライン品質コンポーネント

「スパンボンド ラインが通常どのようなコンポーネントで構成されているか」に対する完全な答えには、プロセスを制御可能に保つシステム (空気処理、真空、熱伝達ユーティリティ、自動化、測定) が含まれている必要があります。多くの場合、これらは、稼働するラインと収益性の高いラインの違いとなります。

空気、真空、エネルギーユーティリティ

• プロセス空気システム (ファン、フィルター、チラー/ヒーター): 冷却および吸引空気の状態を安定させます。
• 真空ブロワーとダクト: 成形ベルトの吸引をサポートし、フライと堆積の安定性の制御に役立ちます。
• サーマルオイルまたは電気加熱システム: 安定した制御応答でビームとロールの温度を維持します。

自動化とインライン測定

最新のスパンボンド ラインは通常、PLC/DCS 制御とレシピ管理およびアラームを統合しています。インライン機器は、特に根本原因分析のための傾向を提供する場合に、推測を減らし、トラブルシューティングのサイクルを短縮します。

• 坪量測定 (スキャンが多い): スループットとプロファイル補正の閉ループ制御をサポートします。
• 温度、圧力、メルトフローセンサー: ウェブの欠陥になる前に不安定性を検出します。
• 欠陥の検出/検査 (アプリケーションに依存): 縞模様、穴、または汚染イベントを分離するのに役立ちます。

実際のポイント: スパンボンド ラインをマッピングまたは指定する場合は、安定性、稼働時間、一貫した品質を直接決定するため、エア システム、ろ過、および測定をオプションの追加要素ではなく「コア」コンポーネントとして扱います。

クイックチェックリスト: 欠陥を引き起こす可能性が最も高いコンポーネント

目標がトラブルシューティングまたはトレーニングである場合、コンポーネント リストを使用する最も建設的な方法は、コンポーネント リストを故障モードに結び付けることです。以下のチェックリストは、Web 上で問題が発生した場合の一般的な「最初の容疑者」を示しています。

• フィルターとスピンパックの状態 : ゲル/汚染により、フィラメントの破損、穴、縞が発生します。
• クエンチエアバランス : 不均一な冷却は、CD の変動と一貫性のない結合応答として現れます。
• ドローユニットの安定性 ：乱流と不安定なドラフトにより破損が増加し、ロープが作成されます。
• 成形ベルトの真空と清浄度 ：レイダウン安定性、ピンホール、ベルト跡に影響します。
• カレンダー温度とニップ負荷 : 強度と柔らかさのトレードオフと接着の均一性を促進します。
• 巻取張力制御 : ロールの欠陥は、最終顧客によって「生地の欠陥」と誤解される可能性があります。