Fysikaalinen hydrofiilinen käsittelytekniikka on ympäristöystävällinen ja tehokas pinnanmuokkausmenetelmä. Se käsittelee fysikaalisia keinoja materiaalin pinnan mikronano-mittakaavassa ja muuttaa siten sen pintaominaisuuksia. Tuotantoprosessissa hydrofiilinen superpehmeä PP spunbond kuitukankaat , fysikaalinen hydrofiilinen käsittelytekniikka sisältää pääasiassa kolme menetelmää: plasmakäsittely, ultraviolettikäsittely ja laserhoito.
Plasma on ionisoitunut kaasu, joka koostuu elektroneista, ioneista, neutraaleista atomeista ja molekyyleistä, jolla on korkea energiatiheys ja korkea reaktiivisuus. Plasmakäsittelyprosessin aikana kuitukangas asetetaan plasmaympäristöön ja korkeaenergiset hiukkaset (kuten elektronit ja ionit) törmäävät kuitukankaan pinnalla olevien kuitumolekyylien kanssa, mikä johtaa kemiallisten sidosten katkeamiseen ja yhdistymiseen. . Tässä prosessissa kuitujen pinnalle voi muodostua vapaita radikaaleja. Nämä vapaat radikaalit voivat reagoida hapen, vesimolekyylien jne. kanssa ilmassa muodostaen hydrofiilisiä ryhmiä, kuten hydroksyyliä ja karboksyyliä, mikä parantaa kuitukangaskankaan hydrofiilisyyttä.
Plasmakäsittelyn etuja ovat nopea käsittelynopeus, korkea hyötysuhde ja pinnan modifiointi ilman lisäkemikaaleja. Plasmakäsittelyllä voi kuitenkin olla myös tietty vaikutus kuitukangaskankaiden fysikaalisiin ominaisuuksiin, kuten heikentyneeseen lujuuteen ja lisääntyneeseen pinnan karheuteen, joten parametrit on optimoitava erityisten käyttövaatimusten mukaan.
Ultraviolettikäsittely on menetelmä materiaalien pinnan modifioimiseksi käyttämällä ultraviolettisäteiden fotokemiallista vaikutusta. Ultraviolettisäteilyssä kuitukankaiden pinnalla olevat kuitumolekyylit absorboivat valoenergiaa, rikkovat ja järjestävät uudelleen kemiallisia sidoksia ja muodostavat uusia kemiallisia sidoksia tai funktionaalisia ryhmiä. Nämä uudet funktionaaliset ryhmät ovat usein hydrofiilisiä, mikä parantaa kuitukangaskankaiden hydrofiilisiä ominaisuuksia.
Ultraviolettikäsittelyn etuna on yksinkertainen käyttö, alhaiset kustannukset, ympäristönsuojelu ja saasteeton. Ultraviolettikäsittelyn vaikutukseen vaikuttavat kuitenkin usein tekijät, kuten valonlähteen tyyppi, säteilyn intensiteetti ja säteilytysaika, ja käsittelysyvyys on rajallinen, vaikuttaen pääasiassa materiaalin pintaan muutamien nanometrien ja kymmenien nanometrien etäisyydellä. Siksi paksumman paksuisten kuitukangasmateriaalien kohdalla voi olla tarpeen pidentää käsittelyaikaa tai lisätä käsittelyjen määrää ihanteellisen hydrofiilisen vaikutuksen saavuttamiseksi.
Laserkäsittely on lasersäteen suuren energiatiheyden ja tarkkuuden käyttöä materiaalin pinnan käsittelyyn ja muokkaamiseen mikronano-mittakaavassa. Laserkäsittelyprosessin aikana lasersäde kohdistetaan kuitukangaspinnan pintaan, jolloin syntyy korkean lämpötilan ja korkeapaineinen plasmaympäristö, joka saa kuidun pinnalla olevat kemialliset sidokset katkeamaan ja järjestäytymään uudelleen. Samalla lasersäde voi muodostaa materiaalin pintaan myös mikronanorakenteita, kuten uria ja reikiä. Nämä rakenteet lisäävät materiaalipinnan ominaispinta-alaa, mikä edistää vesimolekyylien adsorptiota ja diffuusiota, mikä parantaa kuitukangaskankaan hydrofiilisyyttä.
Laserkäsittelyn etuja ovat korkea prosessointitarkkuus, vahva hallittavuus ja pinnan modifiointi vahingoittamatta materiaalin yleistä suorituskykyä. Laserkäsittelylaitteiden kustannukset ovat kuitenkin korkeat ja prosessointitehokkuus suhteellisen alhainen, mikä rajoittaa sen käyttöä laajamittaisessa teollisessa tuotannossa.
Fysikaalisella hydrofiilisellä käsittelytekniikalla on merkittäviä etuja hydrofiilisten, ultrapehmeiden PP-sponbond-kuitukangaskankaiden valmistuksessa. Ensinnäkin tämä tekniikka ei vaadi lisäkemikaaleja, jolloin vältetään ympäristön saastuminen ja turvallisuusriskit, joita kemikaalikäsittely voi aiheuttaa. Toiseksi fysikaalisella hydrofiilisellä käsittelyllä voidaan saavuttaa materiaalin pinnan tarkka modifiointi muuttamatta materiaalin yleistä suorituskykyä, mikä täyttää materiaalin suorituskyvyn vaatimukset eri sovellusalueilla. Lisäksi fysikaalisella hydrofiilisellä käsittelyllä on myös nopea prosessointinopeus, korkea hyötysuhde ja yksinkertainen toiminta, mikä vähentää tuotantokustannuksia ja parantaa tuotannon tehokkuutta.
Fysikaalisella hydrofiilisellä käsittelytekniikalla on myös haasteita. Ensinnäkin erilaisten fysikaalisten käsittelymenetelmien käyttöalue ja vaikutukset vaihtelevat, ja sopiva käsittelymenetelmä on valittava erityisten käyttövaatimusten mukaan. Toiseksi materiaalin pinnan modifikaatiosyvyys fysikaalisella hydrofiilisellä käsittelyllä on rajallinen ja se vaikuttaa pintaan pääosin muutamien nanometrien - kymmenien nanometrien sisällä. Paksummat materiaalit saattavat vaatia useita käsittelyjä ihanteellisen hydrofiilisen vaikutuksen saavuttamiseksi. Lisäksi fysikaalisten hydrofiilisten käsittelylaitteiden kustannukset ovat korkeat, ja käsittelyprosessin aikana saattaa syntyä tietty määrä energiankulutusta ja jätettä, mikä vaatii lisäoptimointia ja -parannuksia.
