Jeder Vliesstoffhersteller stößt irgendwann auf die gleiche Herausforderung: Der Stoff sieht richtig aus, fühlt sich richtig an, lässt sich aber nicht durchnässen. Ein Wischtuch liegt auf einem Prüfstand und perlt zu Tröpfchen. Eine Windeleinlage lässt Flüssigkeit ablaufen, anstatt sie durchzuziehen. Die übliche Ursache ist leicht zu identifizieren. Polypropylen ist von Natur aus hydrophob, und wenn die Faseroberfläche nicht verändert wird, weist die fertige Bahn Wasser ab. Der Standardfix, der in der Hygiene-, Medizin- und Wischtuchproduktion verwendet wird, ist hydrophiles Masterbatch.

Was ist ein hydrophiles Masterbatch?

Hydrophiles Masterbatch ist eine konzentrierte Kunststoffverbindung, die wasseranziehende Chemikalien in ein normalerweise wasserabweisendes Polymer einbringt. Es besteht aus einem Trägerharz, normalerweise Polypropylen oder einer mit dem Basispolymer kompatiblen Polyolefinmischung, und einem oder mehreren hydrophilen Additiven wie Tensiden, Netzmitteln oder polaren Polymermodifikatoren. Das Additiv wird im Träger dispergiert und später während der Extrusion in den Hauptpolymerstrom abgegeben. Wenn die Faser geformt und abgekühlt wird, verbleibt ein Teil des Additivs an oder in der Nähe der Oberfläche, wodurch die Oberflächenenergie so weit gesenkt wird, dass sich Wasser ausbreiten und durchdringen kann.

Die Dosierung ist nicht festgelegt. Die meisten kommerziellen Formulierungen beginnen im Bereich von 2 bis 8 Gewichtsprozent, aber die Endmenge hängt vom angestrebten Stoffgewicht, der Faserfeinheit, der Liniengeschwindigkeit und davon ab, ob das Produkt nach Alterung oder Sterilisation hydrophil bleiben muss. Aus diesem Grund sind Versuche wichtiger als Datenblattversprechen. Für Hersteller, die neu im Bereich Funktionsvliesstoffe sind, a Einstrahl-Spinnvliesmaschine ist eine praktische Plattform für erste Versuche: Sie ist einfacher zu steuern, einfacher zu reinigen und dennoch flexibel genug, um eine breite Palette von Stoffen zu verarbeiten.

Einstrahl-Spunbond-Vliesstoffmaschine, Lieferanten von Produktionslinien JIASHAN HH Nonwovens Machinery CO., Ltd ist ein chinesischer Anbieter von kundenspezifischen Einstrahl-Spinnvliesmaschinen und OEM-Einzelstrahl-Vliesstoffprodukten ... Produkt anzeigen →

Wie hydrophiles Masterbatch in Spunbond- und Meltblown-Anlagen funktioniert

Masterbatch wird normalerweise beim Extrusionsschritt über ein gravimetrisches Dosiersystem zugegeben. Die Pellets werden vor dem Eintritt in die Schnecke mit PP-Granulat vermischt. Das Mischen der Schmelze muss gleichmäßig sein; Wenn das Additiv nicht gründlich dispergiert wird, kann es zu Flecken auf der Bahn kommen, die ungleichmäßig benetzen. Ebenso wichtig ist die Temperaturkontrolle. Tenside und andere Benetzungsmittel können sich verschlechtern, wenn die Schmelzetemperaturen zu hoch ansteigen. Daher sollte die Maschine stabile Zylinder- und Düsentemperaturen bieten und nicht einen einzigen Nennsollwert.

Die Strahlkonfiguration verändert das Verhalten des Masterbatches. In einer Meltblown-Schicht sind die Fasern weitaus feiner, sodass die Oberfläche groß ist und die Wirkung einer bestimmten Additivdosis unterschiedlich ist. Feine Fasern kühlen zudem schnell ab, was die Additivmigration beeinflussen kann. Eine Linie mit mehreren Strahlen erfordert, dass das Masterbatch mit den Prozesseinstellungen jeder Schicht kompatibel ist. Bei Überdosierung der Meltblown-Schicht kann diese zu spröde werden; Bei Unterdosierung wird der Stoff nicht durchnässt.

Die Strahlkonfiguration bestimmt, wie viel Flexibilität Sie haben. Einstrahllinien sind einfach und wirtschaftlich für Produkte, bei denen die gesamte Bahn die gleiche Hydrophilie aufweist. Für Tücher und leichte Hygienestoffe ist eine Doppelbalken-Spinnvliesmaschine eine häufige Wahl, da sie eine hohe Leistung mit einer guten Abdeckung kombiniert. Wenn Sie Meltblown-Schichten in SMS-, SMMS- oder SSMMSS-Strukturen hinzufügen, wird das Problem komplexer, aber auch lohnender: Der Meltblown-Kern kann eine Barriereleistung bieten, während die Spunbond-Schichten die Benetzbarkeit steuern.

Schlüsselanwendungen für hydrophile Vliesstoffe

Hydrophiles Masterbatch wird selten verwendet, weil ein Kunde nach einem Additiv fragt. Es wird verwendet, weil ein Endprodukt etwas mit Flüssigkeit zu tun haben muss. In der Praxis werden hydrophile Vliesstoffe in mehrere Kategorien eingeteilt:

• Feuchttücher und Reinigungstücher, bei denen der Untergrund schnell Flüssigkeit aufnehmen und gleichmäßig abgeben muss.
• Windeloberblätter und Erfassungsverteilungsschichten, bei denen schnelles Durchschlagen und geringe Rücknässung entscheidend sind.
• Damenhygieneprodukte, die eine kontrollierte Saugfähigkeit ohne Oberflächennässe benötigen.
• Medizinische Kittel, Vorhänge und Wundverbände, bei denen der Stoff dem Durchdringen von Flüssigkeiten standhalten und gleichzeitig bequem bleiben muss.

Diese Anwendungen erfordern nicht alle die gleiche Chemie oder die gleiche Maschine. Ein leichter, auf einer Spinnvlieslinie hergestellter Wischtuchstoff benötigt möglicherweise nur eine bescheidene Dosis. Ein medizinischer Barrierestoff muss ein Gleichgewicht zwischen Hydrophilie und Abweisungsanforderungen aufweisen, die je nach Standard variieren können. Für Hersteller, die sowohl Barriere als auch Saugfähigkeit anstreben, ist eine SMMS-Spunmelt-Vliesstoffmaschine oft der direkteste Weg, da sie Spunbond-Schichten mit einem Meltblown-Kern kombiniert und jede Schicht eine andere Formulierung verwenden kann.

Was ist beim Kauf einer Produktionslinie für hydrophile Vliesstoffe zu beachten?

Hydrophiles Masterbatch ist kein Plug-and-Play-Material. Es wirkt sich auf die gesamte Linie aus, von der Dosierung bis zum Aufwickeln. Behalten Sie bei der Bewertung der Ausrüstung die folgenden Punkte auf der Liste:

• Dosiergenauigkeit. Differenzialdosierer oder gravimetrische Dosierer sorgen für eine stabilere Dosierung als volumetrische Schnecken.
• Schnecken- und Mischdesign. Ein längeres L/D-Verhältnis und zusätzliche Mischelemente tragen dazu bei, Additive gleichmäßig zu verteilen, ohne die Schmelze zu stark zu scheren.
• Temperaturkontrolle. Die Temperaturen des Zylinders, der Düse und der schmelzgeblasenen Luft sollten in einem praktischen Bereich ohne Hotspots einstellbar sein.
• Spül- und Reinigungszugang. Häufige Produktwechsel sind bei funktionellen Vliesstoffen normal, daher ist die Zugänglichkeit der Düsen- und Spinnpakete wichtig.
• Kompatibilität mit Ihrem Masterbatch. Das Trägerharz sollte dem MFI Ihres Basis-PP entsprechen und der Lieferant sollte bereit sein, vor der Fertigstellung der Linie Versuche durchzuführen.

Es lohnt sich zu fragen, wie der Ausrüstungslieferant in früheren Projekten mit Zusatzstoffen umgegangen ist. Der Zusammenhang zwischen additiver Chemie und Maschineneinstellungen wird in unserem technischen Leitfaden zu ausführlicher erläutert wie Additive Spinnvliesstoffe verbessern . Wenn ein Lieferant zu dieser Interaktion nichts sagen kann, wird Sie die Maschine nach der Installation wahrscheinlich enttäuschen.

Dosierung und Prozesskontrolle in der Praxis

Die meisten Hersteller von hydrophilen Masterbatches empfehlen eine Anfangsdosis im Bereich von 2 bis 8 Prozent, aber Prozent allein reichen nicht aus. Ein praktischer Entwicklungsweg sieht so aus:

1. Definieren Sie die Zielleistung: nur anfängliche Benetzbarkeit oder anhaltende Saugfähigkeit nach Alterung und Handhabung.
2. Wählen Sie ein Masterbatch, dessen Trägerharz mit Ihrer PP-Sorte und den Anlagentemperaturen kompatibel ist.
3. Führen Sie Versuche mit mehreren Dosisstufen durch und zeichnen Sie Kontaktwinkel, Durchdringungszeit und Wiederbenetzung auf.
4. Passen Sie Liniengeschwindigkeit, Düsentemperatur und Kühleinstellungen an, um die Additivverteilung zu verbessern.
5. Validieren Sie das Ergebnis anhand der Spezifikation des fertigen Produkts, nicht nur anhand eines Laborgutscheins.

Das scheint einfach zu sein, aber bei hohem Produktionsdruck kann es leicht passieren, dass ein Schritt übersprungen wird. Eine Linie, die nicht auf Zusatzstoffe ausgelegt ist, erschwert diese Schritte erheblich.

Hydrophiles Masterbatch ist keine magische Lösung, aber es ist eine bewährte, kostengünstige Möglichkeit, von Standardvliesstoffen zu funktionalen Produkten überzugehen. Der Schlüssel besteht darin, die Leitung um die Chemie herum aufzubauen, anstatt die Chemie nach der Inbetriebnahme in die Leitung zu zwingen. Wenn Sie ein neues Spinnvlies-, SS-, SMS- oder SMMS-Projekt planen und wissen möchten, ob Ihre Zielprodukte bei einer bestimmten Konfiguration realistisch sind, Kontaktieren Sie unser Engineering-Team mit Stoffgewicht, Anwendungs- und Leistungsdaten. Die Antwort hängt in der Regel vom Maschinendesign, der Dosierstabilität und einigen gut geplanten Versuchen ab, und genau hier macht der richtige Lieferant den Unterschied.