Hướng dẫn sử dụng Masterbatch Meltblown cho sản xuất vải không dệt

Mức trần chất lượng của bất kỳ loại vải không dệt nung chảy nào được thiết lập không chỉ bởi dây chuyền ép đùn mà bởi hóa chất phụ gia được mang bên trong mỗi viên polypropylen được đưa vào nó. Hạt nhựa tan chảy xác định đường kính sợi, khả năng duy trì điện tích, độ ổn định nhiệt trong luồng không khí tốc độ cao và cuối cùng là hiệu suất lọc của vải thành phẩm — khiến nó trở thành biến số có ảnh hưởng lớn nhất trong toàn bộ quy trình sản xuất vải tan chảy.

1–5 ừm

Đường kính sợi mục tiêu

BFE 95%

Hiệu quả lọc vi khuẩn

1–5%

Tỷ lệ tải điển hình

MFI 1500

Chỉ số dòng chảy tan chảy (g/10 phút)

Masterbatch tan chảy được sử dụng để sản xuất vải không dệt

Hạt nhựa tan chảy là hỗn hợp phụ gia mang polypropylen đậm đặc được đo vào dòng nguyên liệu nhựa PP để mang lại các đặc tính chức năng cụ thể - tăng cường điện tích, ổn định nhiệt, tính ưa nước hoặc kỵ nước, tạo màu và hoạt động kháng khuẩn - mà chỉ riêng nhựa gốc không thể mang lại. Nó là công cụ xây dựng chính để chuyển đổi polypropylen hàng hóa thành các sản phẩm không dệt được thiết kế để lọc, y tế và vệ sinh.

Các lĩnh vực ứng dụng phụ thuộc vào công thức chính xác masterbatch tan chảy bao gồm sản xuất mặt nạ phẫu thuật và mặt nạ phòng độc (ASTM F2100, EN 14683), phương tiện lọc không khí công nghiệp (tấm xếp hạng HEPA và MERV), hộp lọc chất lỏng, vải địa kỹ thuật thấm dầu và khăn lau đặc biệt cho phòng sạch bán dẫn. Mỗi ứng dụng đòi hỏi một đặc tính phụ gia, tỷ lệ liều lượng và khả năng tương thích của nhựa mang khác nhau.

Định nghĩa cốt lõi

Hạt nhựa tan chảy is a high-concentration polypropylene-based additive carrier — typically loaded at 40 to 80% active ingredient by weight — that is blended with base PP resin at 1 to 5% ratio to modify the melt rheology, surface energy, and electrostatic behavior of meltblown microfibers during the extrusion and attenuating process.

Meltblown Masterbatch ảnh hưởng đến hiệu quả lọc như thế nào

Hiệu suất lọc trong vải tan chảy phụ thuộc vào ba cơ chế vật lý: chặn cơ học, quán tính và lực hút tĩnh điện. Cơ chế tĩnh điện - chịu trách nhiệm thu giữ các hạt siêu nhỏ nằm dưới đường kính sợi vật lý - hoàn toàn được điều chỉnh bởi các chất phụ gia tăng cường điện tích được cung cấp bởi masterbatch tan chảy . Vải được sản xuất không tính phí masterbatch đạt hiệu suất lọc hạt (PFE) từ 30 đến 50% đối với các hạt 0,3 micron; vải được sạc đúng cách vượt quá 95% PFE trong điều kiện trọng lượng cơ bản và đường kính sợi giống nhau.

Các công thức masterbatch tăng cường điện tích kết hợp các hợp chất tạo điện tử - thường là các chất phụ gia gốc amin bị cản trở hoặc hóa huỳnh quang - sẽ bị phân cực vĩnh viễn trong quá trình phóng điện hào quang hoặc bước tích điện hydro ở hạ lưu khuôn. Masterbatch đảm bảo sự phân tán phụ gia đồng nhất ở mức sợi đơn, ngăn ngừa các vùng không tích điện cục bộ tạo ra các đường dẫn lọc bỏ qua.

Các thuộc tính chính cần thiết cho Meltblown Masterbatch trong sản xuất mặt nạ

Vải tan chảy cấp khẩu trang phải đồng thời đáp ứng các yêu cầu về lọc hạt, độ thoáng khí và an toàn khi tiếp xúc với da. các masterbatch tan chảy đặc điểm kỹ thuật trực tiếp kiểm soát xem liệu cả ba mục tiêu có được đáp ứng hay không.

Tài sản	Thông số kỹ thuật bắt buộc	Đóng góp Masterbatch
Khả năng tương thích chỉ số dòng chảy tan chảy	Nhựa nền MFI 1200–1800 g/10 phút	Nhựa mang phù hợp với cửa sổ xử lý
Giữ điện tích	Thời gian bán hủy tối thiểu 6 tháng	Phụ gia điện hóa Fluorochemical hoặc HALS
Độ ổn định nhiệt	Ổn định ở nhiệt độ khuôn 200–280 C	Gói chống oxy hóa ngăn ngừa sự xuống cấp
Có thể trích xuất và di chuyển	Tuân thủ ISO 10993 / EN 14683	Lựa chọn phụ gia tiếp xúc với thực phẩm hoặc cấp y tế
Tính nhất quán của đường kính sợi	CV dưới 15% trên chiều rộng web	Chất lượng phân tán giúp loại bỏ các khuyết tật kết tụ
Năng lượng bề mặt kỵ nước	Khả năng chống thấm nước AATCC 22 xếp hạng 80	Phụ gia chống thấm loại fluorocarbon hoặc sáp

Meltblown Masterbatch được sử dụng như thế nào trong sản xuất PP Meltblown

Trong dây chuyền thổi nóng chảy polypropylene, masterbatch tan chảy được giới thiệu ở giai đoạn trộn trọng lượng ở thượng nguồn của máy đùn trục vít đơn. Đo sáng chính xác - thường là 1 đến 5 phần masterbatch trên 100 phần nhựa PP cơ bản - được điều khiển bằng bộ cấp liệu giảm trọng lượng được đồng bộ hóa với thông lượng nhựa chính. Liều lượng không chính xác thậm chí 0,5% có thể làm thay đổi đường kính sợi từ 0,3 đến 0,8 micromet, ảnh hưởng trực tiếp đến cấp độ lọc.

Trộn trọng lượng

Các viên Masterbatch được định lượng vào phễu nhựa PP theo tỷ lệ mục tiêu. Kích thước và mật độ viên được kết hợp với nhựa nền để ngăn chặn sự phân tách trong quá trình vận chuyển.

Đồng nhất tan chảy

Vít máy đùn đồng nhất hóa hỗn hợp ở nhiệt độ 200 đến 280 C, phân tán các gói phụ gia đồng đều trong suốt quá trình nóng chảy trước khi đến thân khuôn.

Suy giảm chất xơ

Không khí nóng tốc độ cao (250 đến 350 m/s) làm suy giảm dòng nóng chảy có đường kính từ 1 đến 5 micron. Chất ổn định nhiệt trong masterbatch ngăn ngừa sự phân hủy oxy hóa trong giai đoạn nhiệt độ cao, bị cắt cao này.

Hình thành và tính phí web

Sợi được thu thập trên một vành đai hình thành. Sau đó, màng này đi qua thiết bị hào quang hoặc thiết bị tăng áp hydro, nơi các chất phụ gia điện từ masterbatch sẽ được phân cực vĩnh viễn để mang lại hiệu suất lọc.

Meltblown Masterbatch và Masterbatch Spunbond: Sự khác biệt chính

Mặc dù cả hai đều là hệ thống phụ gia không dệt dựa trên polypropylen, masterbatch tan chảy và masterbatch spunbond được xây dựng cho các điều kiện quy trình và yêu cầu hiệu suất khác nhau về cơ bản.

Meltblown Masterbatch

Nhựa mang MFI cực cao (800–1500 g/10 phút)
Phụ gia tăng cường điện tích và điện tích
Mục tiêu đường kính sợi dưới micron (1–5 um)
Ổn định nhiệt ở nhiệt độ khuôn 250–300 C
Mục tiêu chính của hiệu suất lọc và rào cản
Liều lượng thấp (1–3%) để tránh tích tụ áp suất khuôn

Spunbond Masterbatch

Nhựa mang MFI tầm trung (35–50 g/10 phút)
Chất ổn định tia cực tím, chất làm mềm, chất ưa nước chiếm ưu thế
Mục tiêu sợi thô hơn (15–35 um)
Nhiệt độ xử lý Phạm vi chùm tia quay 200–240 C
Mục tiêu chính về độ bền, độ mềm và độ che phủ
Liều lượng cao hơn (3–5%) cho độ sâu sửa đổi bề mặt

Meltblown Masterbatch ảnh hưởng như thế nào đến độ mịn của sợi và độ thấm khí

Độ mịn của sợi và độ thoáng khí có mối quan hệ nghịch đảo trong vải dệt tan chảy: sợi mịn hơn tạo ra mạng lưới dày đặc hơn với độ thấm thấp hơn nhưng hiệu quả lọc cao hơn. Hạt nhựa tan chảy ảnh hưởng đến sự cân bằng này thông qua hai cơ chế - điều chỉnh độ nhớt tan chảy và kiểm soát năng lượng bề mặt.

Các chất phụ gia làm giảm độ nhớt trong masterbatch làm giảm khả năng chống suy giảm của chất tan chảy, cho phép luồng không khí tốc độ cao hút sợi đến đường kính nhỏ hơn mà không bị đứt sợi. Việc giảm độ nhớt nóng chảy từ 15 đến 20% ở đầu khuôn tương ứng với việc giảm đường kính sợi khoảng 0,5 đến 1,5 micromet - đủ để chuyển vải từ hiệu suất MERV-13 sang MERV-16 ở cùng trọng lượng cơ bản. Sau đó, các chất điều chỉnh năng lượng bề mặt kiểm soát mức độ liên kết chặt chẽ của các sợi mịn tại các điểm giao nhau, thiết lập tính thấm cấu trúc của mạng không phụ thuộc vào đường kính sợi.

Câu hỏi thường gặp về Meltblown Masterbatch

Masterbatch tan chảy có thể được sử dụng với nhựa PP tái chế không?

Polypropylen tái chế mang tải lượng chất gây ô nhiễm và MFI biến đổi xung đột với dung sai lưu biến chặt chẽ cần thiết cho quá trình xử lý tan chảy. Hạt nhựa tan chảy công thức dành cho hỗn hợp rPP kết hợp các gói chất ổn định bổ sung và chất điều chỉnh độ nhớt, nhưng hàm lượng tái chế tối đa thường được giới hạn ở mức 10 đến 15% để duy trì tính nhất quán của đường kính sợi và tuân thủ chứng nhận lọc.

Liều lượng masterbatch chính xác được xác định như thế nào cho một cấp lọc cụ thể?

Liều lượng được hiệu chỉnh thông qua các lần chạy thử để đo hiệu suất lọc hạt (PFE ở mức 0,3 micron) và độ giảm áp suất (delta-P) so với tiêu chuẩn mục tiêu - NIOSH N95, EN 149 FFP2 hoặc ASTM F2100 Cấp 1/2/3. Tăng cường sạc nhiều nhất masterbatch tan chảy công thức đạt hiệu suất tối ưu ở mức tải từ 2 đến 4%; liều lượng cao hơn mang lại lợi nhuận lọc giảm dần trong khi tăng áp suất tan chảy và nguy cơ hình thành cặn khuôn.

Masterbatch tan chảy có ảnh hưởng đến thời hạn sử dụng của vải và giảm độ tích điện không?

Đúng. Điện tích trong vải tan chảy phân hủy một cách tự nhiên theo thời gian, được tăng tốc khi tiếp xúc với độ ẩm, nhiệt và khí dung chứa dầu. chất lượng cao masterbatch tan chảy sử dụng chất phụ gia điện hóa fluorochemical mang lại thời gian bán hủy điện tích từ 12 đến 24 tháng trong điều kiện bảo quản tiêu chuẩn (23 C, độ ẩm 50%), so với 3 đến 6 tháng đối với hệ thống amin cản trở tiêu chuẩn — một điểm khác biệt quan trọng đối với chứng nhận thời hạn sử dụng của khẩu trang y tế.

Sự khác biệt giữa masterbatch tan chảy ưa nước và kỵ nước là gì?

kỵ nước masterbatch tan chảy nâng cao rào cản năng lượng bề mặt đối với sự xâm nhập của chất lỏng, được sử dụng trong các lớp bên ngoài của mặt nạ phẫu thuật và các loại vải bảo vệ. Các loại ưa nước làm giảm năng lượng bề mặt để thúc đẩy khả năng thấm hút chất lỏng, được áp dụng trong các lớp lõi thấm hút, vật liệu chăm sóc vết thương và phương tiện lọc, nơi cần phải vận chuyển chất lỏng dạng nước qua màng thay vì bị đẩy lùi.