Das Schmelzblasverfahren ist ein Verfahren zur Faserherstellung, bei dem Polymerschmelze durch einen Hochtemperatur- und Hochgeschwindigkeits-Luftstrom schnell verstreckt wird. Polymerplättchen werden in einem Schneckenextruder erhitzt und unter Druck gesetzt, bis sie geschmolzen sind. Anschließend passieren sie den Schmelzverteilungskanal und gelangen zur Düsenöffnung am vorderen Ende der Düse. Nach der Extrusion werden sie durch zwei konvergierende Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperatur-Luftströme weiter verfeinert. Die verfeinerten Fasern werden auf einem Siebvorhang abgekühlt und verfestigten sich zu einem Schmelzblasvlies.
Die Technologie zur Herstellung von kontinuierlichen Schmelzblasvliesstoffen hat in China eine über 20-jährige Entwicklung durchlaufen. Ihre Anwendungsgebiete haben sich von Batterieseparatoren, Filtermaterialien, Ölbindemitteln und Isoliermaterialien auf Bereiche wie Medizin, Hygiene, Gesundheitswesen und Schutzausrüstung ausgeweitet. Auch die Produktionstechnologie hat sich von der einfachen Schmelzblastechnik hin zur Herstellung von Verbundwerkstoffen weiterentwickelt. Schmelzblasverbundwerkstoffe, die einer elektrostatischen Polarisationsbehandlung unterzogen wurden, finden aufgrund ihres geringen Eigenwiderstands, ihrer hohen Staubaufnahmekapazität und ihrer hohen Filtrationseffizienz breite Anwendung in der Luftreinigung, beispielsweise in der Elektronikfertigung, der Lebensmittel-, Getränke- und Chemieindustrie sowie in Flughäfen, Hotels und anderen Bereichen. Darüber hinaus werden sie für medizinische Hochleistungsmasken und Filtersäcke für industrielle und zivile Staubabscheider eingesetzt.
Das aus Polypropylen hergestellte, schmelzgeblasene Vlies (ein ultrafeines, elektrostatisch aufgeladenes Fasergewebe zur Staubbindung) wird durch Faktoren wie Faserporengröße und -dicke beeinflusst, welche wiederum die Filtrationswirkung bestimmen. Partikel unterschiedlicher Durchmesser werden nach verschiedenen Prinzipien gefiltert, darunter Partikelvolumen, Aufprall, Diffusion (die zur Faserverstopfung führt) und die elektrostatische Anziehung durch die Fasern. Die Prüfung der Filtrationseffizienz erfolgt mit der in der Norm festgelegten Partikelgröße, wobei je nach Norm unterschiedliche Partikelgrößen verwendet werden. BFE verwendet häufig Bakterien-Aerosolpartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 3 μm, während PFE im Allgemeinen Partikel mit einem Natriumchlorid-Durchmesser von 0,075 μm verwendet. Rein von der Filtrationseffizienz her ist PFE BFE überlegen.
Bei der Standardprüfung von KN95-Masken werden Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von 0,3 μm als Testobjekt verwendet. Partikel, die größer oder kleiner als dieser Durchmesser sind, werden leichter von den Filterfasern aufgefangen, während Partikel mit einer mittleren Größe von 0,3 μm schwieriger zu filtern sind. Obwohl Viren klein sind, können sie sich nicht allein in der Luft verbreiten. Sie benötigen Tröpfchen und Tröpfchenkerne als Träger, um sich in der Luft zu verteilen, wodurch sie leicht herausgefiltert werden können.
Der Kern der Meltblown-Technologie liegt in der Erzielung einer effizienten Filtration bei gleichzeitig minimalem Atemwiderstand, insbesondere bei Meltblown-Vliesstoffen der Schutzklassen N95 und höher sowie VFE-Meltblown-Vliesstoffen. Die Zusammensetzung des polaren Masterbatches beeinflusst die Eigenschaften der Meltblown-Materialien, den Spinnprozess der Meltblown-Anlagen und insbesondere die Zugabe des polaren Masterbatches, da dieser die Dicke und Gleichmäßigkeit der gesponnenen Fasern beeinflusst. Die Erzielung eines geringen Widerstands und einer hohen Effizienz ist die wichtigste technologische Errungenschaft.
Faktoren, die die Qualität von Meltblown-Geweben beeinflussen
MFI von Polymerrohstoffen
Meltblown-Vlies, das sich als beste Barriereschicht für Masken eignet, ist ein extrem feines Material, das aus vielen sich kreuzenden, ultrafeinen Fasern besteht, die in zufälligen Richtungen angeordnet sind. Am Beispiel von Polypropylen (PP) lässt sich zeigen: Je höher der Schmelzflussindex (MFI) ist, desto feiner sind die Fasern, die beim Meltblown-Verfahren herausgezogen werden, und desto besser ist die Filterleistung.
Winkel des Heißluftstrahls
Der Einblaswinkel der Heißluft beeinflusst maßgeblich den Streckeffekt und die Fasermorphologie. Ein kleiner Winkel begünstigt die Bildung paralleler Faserbündel in feinen Luftströmen, was zu einer ungleichmäßigen Beschaffenheit des Vliesstoffs führt. Bei einem Winkel nahe 90° entsteht eine stark dispergierte und turbulente Luftströmung, die eine zufällige Verteilung der Fasern auf dem Gewebe begünstigt. Das resultierende Schmelzblasvlies weist eine gute Anisotropie auf.
Schneckenextrusionsgeschwindigkeit
Bei konstanter Temperatur sollte die Extrusionsgeschwindigkeit der Schnecke in einem bestimmten Bereich gehalten werden: Bis zu einem kritischen Punkt gilt: Je höher die Extrusionsgeschwindigkeit, desto höher die Menge und Festigkeit des Schmelzblasvlieses; wird der kritische Wert überschritten, nimmt die Festigkeit des Schmelzblasvlieses tatsächlich ab, insbesondere bei einem MFI > 1000. Dies kann auf eine unzureichende Streckung des Filaments durch die hohe Extrusionsgeschwindigkeit zurückzuführen sein, was zu starkem Verspinnen und einer reduzierten Faserbindung an der Vliesoberfläche führt und somit die Festigkeit des Schmelzblasvlieses verringert.
Heißluftgeschwindigkeit und Temperatur
Bei gleichen Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Schneckendrehzahl und Aufnahmeabstand (DCD) führt eine höhere Heißluftgeschwindigkeit zu einem kleineren Faserdurchmesser und einem weicheren Griff des Vliesstoffs, was eine stärkere Faserverflechtung und somit ein dichteres, glatteres und festeres Faservlies zur Folge hat.
Empfangsdistanz (DCD)
Ein zu großer Akzeptanzabstand kann zu einer Verringerung der Längs- und Querfestigkeit sowie der Biegefestigkeit führen. Das Vliesmaterial weist eine flauschige Textur auf, was die Filtrationseffizienz und den Widerstand während des Schmelzblasverfahrens beeinträchtigen kann.
Schmelzblasformkopf (harter Index)
Die Wahl des Formmaterials und der Prozesstemperatur ist entscheidend. Die Verwendung minderwertigen Formstahls kann zu feinen, im Gebrauch nicht sichtbaren Rissen, unsauberer Düsenbearbeitung, geringer Genauigkeit und direkter maschineller Bearbeitung ohne Nachbearbeitung führen. Dies verursacht ungleichmäßiges Sprühen, geringe Zähigkeit, ungleichmäßige Sprühdicke und erhöhte Kristallisationsneigung.
Netzsaugsystem
Prozessparameter wie Luftvolumen und Druck für die Nettobodenabsaugung
Netzgeschwindigkeit
Die Geschwindigkeit des Netzvorhangs ist gering, das Gewicht des Meltblown-Vlieses hoch und die Filtrationseffizienz höher. Umgekehrt gilt das aber auch.
Polarisationsgerät
Parameter wie Polarisationsspannung, Polarisationszeit, Abstand des Molybdändrahts während der Polarisation und Luftfeuchtigkeit in der Polarisationsumgebung können die Filtrationsqualität beeinflussen.
Dongguan Liansheng Vliesstofftechnologie Co., Ltd.Das Unternehmen wurde im Mai 2020 gegründet. Es handelt sich um einen Großbetrieb für die Herstellung von Vliesstoffen, der Forschung und Entwicklung, Produktion und Vertrieb vereint. Es produziert PP-Spinnvliesstoffe in verschiedenen Farben mit einer Breite von unter 3,2 Metern und einem Gewicht von 9 bis 300 Gramm.
Veröffentlichungsdatum: 28. November 2024