La tecnologia di trattamento fisico idrofilo è un metodo di modifica della superficie ecologico ed efficiente. Utilizza mezzi fisici per trattare la superficie del materiale su scala micro-nano, modificandone così le proprietà superficiali. Nel processo di produzione di non tessuti idrofili super morbidi spunbond in PP , la tecnologia del trattamento fisico idrofilo comprende principalmente tre metodi: trattamento al plasma, trattamento ultravioletto e trattamento laser.
Il plasma è un gas ionizzato composto da elettroni, ioni, atomi e molecole neutri, con elevata densità di energia ed elevata reattività. Durante il processo di trattamento al plasma, il tessuto non tessuto viene posto in un ambiente plasmatico e le particelle ad alta energia (come elettroni e ioni) entrano in collisione con le molecole della fibra sulla superficie del tessuto non tessuto, provocando la rottura e la ricombinazione dei legami chimici. . In questo processo si possono formare radicali liberi sulla superficie della fibra. Questi radicali liberi possono reagire con l'ossigeno, le molecole d'acqua, ecc. nell'aria per generare gruppi idrofili come idrossile e carbossile, migliorando così l'idrofilicità del tessuto non tessuto.
I vantaggi del trattamento al plasma sono l’elevata velocità di lavorazione, l’elevata efficienza e la modifica della superficie senza l’introduzione di ulteriori sostanze chimiche. Tuttavia, il trattamento al plasma può anche avere un certo impatto sulle proprietà fisiche dei tessuti non tessuti, come ridotta resistenza e maggiore ruvidità superficiale, quindi i parametri devono essere ottimizzati in base ai requisiti applicativi specifici.
Il trattamento ultravioletto è un metodo per modificare la superficie dei materiali utilizzando l'effetto fotochimico dei raggi ultravioletti. Sotto l'irradiazione ultravioletta, le molecole di fibra sulla superficie dei tessuti non tessuti assorbono l'energia luminosa, rompono e riorganizzano i legami chimici e formano nuovi legami chimici o gruppi funzionali. Questi nuovi gruppi funzionali sono spesso idrofili, migliorando così le proprietà idrofile dei tessuti non tessuti.
Il trattamento ultravioletto presenta i vantaggi di un funzionamento semplice, basso costo, protezione ambientale e assenza di inquinamento. Tuttavia, l'effetto del trattamento ultravioletto è spesso influenzato da fattori quali il tipo di sorgente luminosa, l'intensità e il tempo di irradiazione e la profondità del trattamento è limitata, agendo principalmente sulla superficie del materiale entro pochi nanometri fino a decine di nanometri. Pertanto, per i materiali non tessuti con spessore maggiore, potrebbe essere necessario prolungare il tempo di trattamento o aumentare il numero di trattamenti per ottenere l'effetto idrofilo ideale.
Il trattamento laser è l'utilizzo dell'elevata densità di energia e precisione del raggio laser per elaborare e modificare la superficie del materiale su scala micro-nano. Durante il processo di trattamento laser, il raggio laser viene focalizzato sulla superficie del tessuto non tessuto, generando un ambiente plasmatico ad alta temperatura e alta pressione, che provoca la rottura e la riorganizzazione dei legami chimici sulla superficie della fibra. Allo stesso tempo, il raggio laser può anche formare micro-nanostrutture sulla superficie del materiale, come scanalature e fori. Queste strutture aumentano l'area superficiale specifica della superficie del materiale, che favorisce l'assorbimento e la diffusione delle molecole d'acqua, migliorando così l'idrofilicità del tessuto non tessuto.
I vantaggi del trattamento laser sono l'elevata precisione di lavorazione, la forte controllabilità e la modifica della superficie senza danneggiare le prestazioni complessive del materiale. Tuttavia, il costo delle apparecchiature di lavorazione laser è elevato e l’efficienza di lavorazione è relativamente bassa, il che ne limita l’applicazione nella produzione industriale su larga scala.
La tecnologia del trattamento fisico idrofilo presenta vantaggi significativi nella produzione di tessuti non tessuti idrofili ultra morbidi spunbond in PP. Innanzitutto, questa tecnologia non richiede l’introduzione di sostanze chimiche aggiuntive, evitando l’inquinamento ambientale e i rischi per la sicurezza che potrebbero essere causati dal trattamento chimico. In secondo luogo, il trattamento fisico idrofilo può ottenere una modifica precisa della superficie del materiale senza modificare le prestazioni complessive del materiale, soddisfacendo i requisiti di prestazione del materiale in diversi campi di applicazione. Inoltre, il trattamento fisico idrofilo presenta anche i vantaggi di un'elevata velocità di lavorazione, di un'elevata efficienza e di un funzionamento semplice, che favorisce la riduzione dei costi di produzione e il miglioramento dell'efficienza produttiva.
Anche la tecnologia del trattamento fisico idrofilo deve affrontare alcune sfide. Innanzitutto, l'ambito di applicazione e gli effetti dei diversi metodi di trattamento fisico variano e il metodo di trattamento appropriato deve essere selezionato in base ai requisiti applicativi specifici. In secondo luogo, la profondità di modifica della superficie del materiale mediante il trattamento fisico idrofilo è limitata e agisce principalmente sulla superficie in un intervallo compreso tra pochi nanometri e decine di nanometri. Per i materiali più spessi potrebbero essere necessari più trattamenti per ottenere l'effetto idrofilo ideale. Inoltre, il costo delle apparecchiature fisiche per il trattamento idrofilo è elevato e durante il processo di trattamento potrebbe essere generata una certa quantità di consumo energetico e rifiuti, il che richiede ulteriore ottimizzazione e miglioramento.
