คู่มือมาสเตอร์แบทช์เมลท์โบลนสำหรับการผลิตนอนวูฟเวน

เพดานคุณภาพของผ้านอนวูฟเวนเมลต์โบลนไม่ได้ถูกกำหนดโดยสายการอัดรีดเพียงอย่างเดียว แต่โดยสารเคมีเพิ่มเติมที่ลำเลียงภายในเม็ดโพลีโพรพีลีนทุกตัวที่ป้อนเข้าไป มาสเตอร์แบทช์ที่หลอมละลาย กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใย การกักเก็บประจุไฟฟ้าสถิต ความคงตัวทางความร้อนภายใต้การไหลของอากาศความเร็วสูง และประสิทธิภาพการกรองของผ้าสำเร็จรูปในท้ายที่สุด ทำให้เป็นตัวแปรที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดในกระบวนการผลิตที่หลอมละลายทั้งหมด

1–5 อืม

เส้นผ่านศูนย์กลางเส้นใยเป้าหมาย

บีเอฟอี 95%

ประสิทธิภาพการกรองแบคทีเรีย

1–5%

อัตราการโหลดโดยทั่วไป

เอ็มเอฟไอ 1500

ดัชนีการไหลหลอมเหลว (กรัม/10 นาที)

มาสเตอร์แบทช์เมลท์โบลนชนิดใดที่ใช้ในการผลิตผ้านอนวูฟเวน

มาสเตอร์แบทช์ที่หลอมละลาย เป็นสารเติมแต่งโพลีโพรพีลีนที่มีความเข้มข้นซึ่งถูกสูบจ่ายเข้าไปในกระแสป้อนเรซิน PP เพื่อให้คุณสมบัติการทำงานเฉพาะ — การเพิ่มประจุ การรักษาเสถียรภาพทางความร้อน ความสามารถในการชอบน้ำหรือไม่ชอบน้ำ การเพิ่มสี และกิจกรรมต้านจุลชีพ ซึ่งเรซินพื้นฐานเพียงอย่างเดียวไม่สามารถส่งมอบได้ เป็นเครื่องมือหลักในการกำหนดสูตรสำหรับการแปลงโพรพิลีนสินค้าโภคภัณฑ์ให้เป็นผลิตภัณฑ์กรองแบบวิศวกรรม การแพทย์ และสุขอนามัย

ภาคการใช้งานที่ต้องอาศัยการกำหนดสูตรอย่างแม่นยำ มาสเตอร์แบทช์ละลาย รวมถึงการผลิตหน้ากากอนามัยและเครื่องช่วยหายใจ (ASTM F2100, EN 14683), สารกรองอากาศทางอุตสาหกรรม (แผงที่ได้รับมาตรฐาน HEPA และ MERV), ตลับกรองของเหลว, ใยสังเคราะห์ดูดซับน้ำมัน และผ้าเช็ดทำความสะอาดแบบพิเศษสำหรับห้องปลอดสารกึ่งตัวนำ การใช้งานแต่ละอย่างต้องการโปรไฟล์สารเติมแต่ง อัตราปริมาณ และความเข้ากันได้ของเรซินตัวพาที่แตกต่างกัน

คำจำกัดความหลัก

มาสเตอร์แบทช์ที่หลอมละลาย 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.

มาสเตอร์แบทช์เมลท์โบลนส่งผลต่อประสิทธิภาพการกรองอย่างไร

ประสิทธิภาพการกรองในผ้าเมลต์โบลนขึ้นอยู่กับกลไกทางกายภาพสามประการ: การสกัดกั้นทางกล การกระแทกแบบเฉื่อย และแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต กลไกไฟฟ้าสถิตซึ่งรับผิดชอบในการดักจับอนุภาคขนาดไมครอนต่ำกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยกายภาพ อยู่ภายใต้การควบคุมทั้งหมดโดยสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มประจุที่จัดส่งโดย มาสเตอร์แบทช์ละลาย . ผ้าที่ผลิตโดยไม่คิดค่าใช้จ่ายมาสเตอร์แบทช์ให้ประสิทธิภาพการกรองอนุภาค (PFE) 30 ถึง 50% สำหรับอนุภาคขนาด 0.3 ไมครอน ผ้าที่ชาร์จอย่างเหมาะสมมี PFE เกิน 95% ภายใต้น้ำหนักพื้นฐานและสภาพเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยที่เหมือนกัน

สูตรมาสเตอร์แบทช์ที่เสริมการประจุรวมสารประกอบที่ขึ้นรูปด้วยอิเล็กเตรต ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นฟลูออโรเคมีหรือสารเติมแต่งที่มีเอมีนเป็นส่วนประกอบ ซึ่งจะกลายเป็นโพลาไรซ์อย่างถาวรในระหว่างการปล่อยโคโรนาหรือขั้นตอนไฮโดรชาร์จเจอร์ที่ปลายน้ำของแม่พิมพ์ มาสเตอร์แบทช์ช่วยให้แน่ใจว่าสารเติมแต่งกระจายตัวเป็นเนื้อเดียวกันที่ระดับไฟเบอร์เดี่ยว ช่วยป้องกันโซนปลอดประจุในพื้นที่ที่สร้างเส้นทางบายพาสการกรอง

คุณสมบัติหลักที่จำเป็นสำหรับเมลต์โบลนมาสเตอร์แบทช์ในการผลิตมาส์ก

ผ้าเมลต์โบลนเกรดหน้ากากต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการกรองอนุภาค การระบายอากาศ และความปลอดภัยเมื่อสัมผัสกับผิวหนังไปพร้อมๆ กัน ที่ มาสเตอร์แบทช์ละลาย ข้อกำหนดเฉพาะจะควบคุมโดยตรงว่าจะบรรลุเป้าหมายทั้งสามหรือไม่

คุณสมบัติ	ข้อกำหนดที่จำเป็น	การมีส่วนร่วมของมาสเตอร์แบทช์
ความเข้ากันได้ของดัชนีการไหลละลาย	เรซินฐาน MFI 1200–1800 ก./10 นาที	ตัวพาเรซินจับคู่กับหน้าต่างการประมวลผล
การเก็บรักษาประจุไฟฟ้า	ชาร์จครึ่งชีวิตขั้นต่ำ 6 เดือน	สารเติมแต่งอิเล็กเตรตฟลูออโรเคมีหรือ HALS
เสถียรภาพทางความร้อน	เสถียรที่อุณหภูมิแม่พิมพ์ 200–280 C	แพคเกจสารต้านอนุมูลอิสระป้องกันการย่อยสลาย
แยกได้และการย้ายข้อมูล	เป็นไปตามมาตรฐาน ISO 10993 / EN 14683	การเลือกสารเติมแต่งที่สัมผัสกับอาหารหรือเกรดทางการแพทย์
ความสม่ำเสมอของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใย	CV ต่ำกว่า 15% ทั่วทั้งความกว้างของเว็บ	คุณภาพการกระจายตัวช่วยขจัดข้อบกพร่องที่เกาะเป็นก้อน
พลังงานพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำ	คุณสมบัติไม่ซับน้ำ AATCC 22 ระดับ 80	ฟลูออโรคาร์บอนหรือสารเติมแต่งไล่ชนิดขี้ผึ้ง

วิธีการใช้มาสเตอร์แบทช์แบบเมลท์โบลนในการผลิต PP Meltblonn

ในสายการผลิตโพลีโพรพีลีนหลอมละลาย มาสเตอร์แบทช์ละลาย เปิดตัวที่ขั้นตอนการผสมแบบกราวิเมตริกที่ต้นน้ำของเครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยว การสูบจ่ายที่แม่นยำ — โดยทั่วไปจะใช้มาสเตอร์แบทช์ 1 ถึง 5 ส่วนต่อเรซิน PP ฐาน 100 ส่วน — ถูกควบคุมโดยตัวป้อนแบบสูญเสียน้ำหนักที่ซิงโครไนซ์กับปริมาณงานเรซินหลัก การจ่ายสารที่ไม่ถูกต้องแม้แต่ 0.5% สามารถเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยได้ 0.3 ถึง 0.8 ไมโครเมตร ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อเกรดการกรอง

การผสมแบบกราวิเมตริก

เม็ดมาสเตอร์แบทช์จะถูกสูบจ่ายลงในฮอปเปอร์เรซิน PP ตามอัตราส่วนเป้าหมาย ขนาดและความหนาแน่นของเม็ดจะจับคู่กับเรซินพื้นฐานเพื่อป้องกันการแยกตัวระหว่างการลำเลียง

ละลายเป็นเนื้อเดียวกัน

สกรูเครื่องอัดรีดจะทำให้ส่วนผสมเป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิ 200 ถึง 280 C โดยกระจายบรรจุภัณฑ์สารเติมแต่งอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งวัสดุหลอมก่อนที่จะถึงตัวแม่พิมพ์

การลดทอนไฟเบอร์

ลมร้อนความเร็วสูง (250 ถึง 350 ม./วินาที) จะทำให้กระแสของเหลวที่หลอมละลายลดลงเหลือเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ถึง 5 ไมครอน สารเพิ่มความคงตัวทางความร้อนในมาสเตอร์แบทช์ป้องกันการเสื่อมสภาพจากออกซิเดชั่นในระหว่างขั้นตอนที่มีอุณหภูมิสูงและมีแรงเฉือนสูง

การสร้างเว็บและการชาร์จ

เส้นใยจะถูกรวบรวมไว้บนสายพานขึ้นรูป จากนั้นแผ่นใยจะผ่านอุปกรณ์โคโรนาหรือไฮโดรชาร์จเจอร์ โดยที่สารเติมแต่งอิเล็กเตรตจากมาสเตอร์แบทช์จะกลายเป็นโพลาไรซ์อย่างถาวรเพื่อมอบประสิทธิภาพการกรอง

มาสเตอร์แบทช์เมลท์โบลนกับมาสเตอร์แบทช์สปันบอนด์: ความแตกต่างที่สำคัญ

ในขณะที่ทั้งสองเป็นระบบสารเติมแต่งนอนวูฟเวนที่ใช้โพลีโพรพีลีน มาสเตอร์แบทช์ละลาย และมาสเตอร์แบทช์สปันบอนด์ได้รับการกำหนดสูตรสำหรับเงื่อนไขกระบวนการและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน

มาสเตอร์แบทช์เมลท์โบลน

เรซินตัวพา MFI สูงพิเศษ (800–1500 ก./10 นาที)
สารเติมแต่งอิเล็กเตรตและสารเพิ่มประจุ
เป้าหมายเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นใยย่อยไมครอน (1–5 um)
การรักษาเสถียรภาพทางความร้อนที่อุณหภูมิแม่พิมพ์ 250–300 C
เป้าหมายหลักของประสิทธิภาพการกรองและอุปสรรค
ปริมาณต่ำ (1–3%) เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมแรงดันแม่พิมพ์

สปันบอนมาสเตอร์แบทช์

เรซินตัวพา MFI ระดับกลาง (35–50 ก./10 นาที)
สารเพิ่มความคงตัวของรังสียูวี, สารปรับผ้านุ่ม, สารที่ชอบน้ำเป็นหลัก
เป้าหมายไฟเบอร์หยาบ (15–35 um)
อุณหภูมิกระบวนการ 200–240 C ช่วงลำแสงปั่นหมาด
ความแข็งแกร่ง ความนุ่มนวล และความคุ้มครองเป้าหมายหลัก
ปริมาณที่สูงขึ้น (3–5%) สำหรับการปรับความลึกของพื้นผิว

มาสเตอร์แบทช์แบบเมลท์โบลนส่งผลต่อความละเอียดของไฟเบอร์และการซึมผ่านของอากาศอย่างไร

ความละเอียดของเส้นใยและการซึมผ่านของอากาศมีความสัมพันธ์แบบผกผันในเนื้อผ้าที่หลอมละลาย: เส้นใยที่ละเอียดกว่าจะสร้างใยที่หนาแน่นกว่าโดยมีการซึมผ่านต่ำกว่า แต่ประสิทธิภาพการกรองสูงกว่า มาสเตอร์แบทช์ที่หลอมละลาย มีอิทธิพลต่อความสมดุลนี้ผ่านกลไกสองประการ ได้แก่ การปรับความหนืดของของเหลวและการควบคุมพลังงานพื้นผิว

สารเติมแต่งลดความหนืดในมาสเตอร์แบทช์จะช่วยลดความต้านทานของการหลอมต่อการลดทอนลง ช่วยให้กระแสลมความเร็วสูงดึงเส้นใยไปยังเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กลงโดยไม่ทำให้เส้นใยขาด การลดความหนืดหลอมเหลวที่ปลายแม่พิมพ์ 15 ถึง 20% สอดคล้องกับการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยประมาณ 0.5 ถึง 1.5 ไมโครเมตร ซึ่งเพียงพอที่จะเปลี่ยนผ้าจากประสิทธิภาพของ MERV-13 ไปเป็น MERV-16 ด้วยน้ำหนักพื้นฐานเดียวกัน ตัวปรับพลังงานพื้นผิวจะควบคุมความแน่นหนาของเส้นใยละเอียดที่จุดครอสโอเวอร์ โดยตั้งค่าความสามารถในการซึมผ่านของโครงสร้างของแผ่นโดยไม่ขึ้นกับเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใย

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับมาสเตอร์แบทช์เมลท์โบลน

มาสเตอร์แบทช์ที่หลอมละลายสามารถใช้กับเม็ดพลาสติก PP รีไซเคิลได้หรือไม่

โพรพิลีนรีไซเคิลมีปริมาณสารปนเปื้อนและ MFI แบบแปรผันซึ่งขัดแย้งกับค่าความคลาดเคลื่อนทางรีโอโลจีที่เข้มงวดซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการหลอมละลาย มาสเตอร์แบทช์ที่หลอมละลาย สูตรสำหรับการผสม rPP ประกอบด้วยแพ็คเกจเพิ่มความคงตัวและตัวปรับความหนืด แต่โดยทั่วไปปริมาณรีไซเคิลสูงสุดจะถูกจำกัดไว้ที่ 10 ถึง 15% เพื่อรักษาความสม่ำเสมอของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยและการปฏิบัติตามข้อกำหนดการรับรองการกรอง

ปริมาณมาสเตอร์แบทช์ที่ถูกต้องถูกกำหนดสำหรับเกรดการกรองเฉพาะอย่างไร

ปริมาณจะถูกปรับเทียบผ่านการรันทดลองที่วัดประสิทธิภาพการกรองอนุภาค (PFE ที่ 0.3 ไมครอน) และแรงดันตกคร่อม (delta-P) เทียบกับมาตรฐานเป้าหมาย — NIOSH N95, EN 149 FFP2 หรือ ASTM F2100 ระดับ 1/2/3 เพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จมากที่สุด มาสเตอร์แบทช์ละลาย สูตรได้รับประสิทธิภาพสูงสุดที่การโหลด 2 ถึง 4% ปริมาณที่สูงขึ้นจะทำให้ผลตอบแทนจากการกรองลดลง ในขณะเดียวกันก็เพิ่มแรงดันหลอมเหลวและความเสี่ยงต่อการเกิดคราบสะสมของแม่พิมพ์

มาสเตอร์แบทช์ที่หลอมละลายส่งผลต่ออายุการเก็บรักษาผ้าและการสลายประจุหรือไม่

ใช่. ประจุไฟฟ้าในผ้าเมลต์โบลนจะสลายตัวตามธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไป โดยถูกเร่งด้วยความชื้น ความร้อน และการสัมผัสละอองน้ำมัน มีคุณภาพสูง มาสเตอร์แบทช์ละลาย การใช้สารเติมแต่งฟลูออโรเคมีอิเล็กเตรตให้ครึ่งชีวิตประจุอยู่ที่ 12 ถึง 24 เดือนภายใต้การจัดเก็บมาตรฐาน (23 C, 50% RH) เทียบกับ 3 ถึง 6 เดือนสำหรับระบบเอมีนขัดขวางมาตรฐาน ซึ่งเป็นความแตกต่างที่สำคัญสำหรับการรับรองอายุการเก็บรักษาหน้ากากอนามัย

อะไรคือความแตกต่างระหว่างมาสเตอร์แบทช์ที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ?

ไม่ชอบน้ำ มาสเตอร์แบทช์ละลาย เพิ่มอุปสรรคพลังงานพื้นผิวในการซึมผ่านของของเหลว ใช้ในชั้นนอกของหน้ากากอนามัยและผ้าป้องกัน Hydrophilic ให้คะแนนพลังงานพื้นผิวที่ต่ำกว่าเพื่อส่งเสริมการดูดซับของเหลว ซึ่งใช้ในชั้นแกนกลางที่ดูดซับ วัสดุดูแลบาดแผล และตัวกลางกรองที่จำเป็นต้องมีการลำเลียงของเหลวที่เป็นน้ำผ่านทางรางแทนที่จะถูกผลักไส