Vliesstoffe umfassen je nach Zusammensetzung Polyester, Polypropylen, Nylon, Elasthan, Acryl usw. Unterschiedliche Inhaltsstoffe führen zu völlig unterschiedlichen Eigenschaften der Vliesstoffe. Es gibt zahlreiche Herstellungsverfahren für Vliesstoffe, wobei das Schmelzblasverfahren eine Möglichkeit darstellt. Es zählt zu den Herstellungsverfahren für Vliesstoffe und ist gleichzeitig eine Methode zur direkten Polymernetzbildung. Dabei wird die Polymerschmelze aus Schneckenextrudern extrudiert und durch einen Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperatur-Luftstrom oder andere Verfahren extrem gedehnt. So entstehen feinste Fasern, die sich anschließend auf einer Siebtrommel oder einem Siebvorhang zu einem Fasernetz sammeln. Abschließend wird der Schmelzblas-Vliesstoff durch Selbstverklebung verstärkt.
Meltblown-Vliesstoffe bestehen hauptsächlich aus Polypropylen als Rohmaterial und weisen einen Faserdurchmesser von 1–5 Mikrometern auf. Die ultrafeinen Fasern mit ihrer einzigartigen Kapillarstruktur – wie zahlreichen Hohlräumen, einer flauschigen Struktur und guter Knitterfestigkeit – erhöhen die Anzahl und Oberfläche der Fasern pro Flächeneinheit. Dadurch besitzt der Meltblown-Vliesstoff gute Filtrations-, Abschirmungs-, Isolations- und Ölabsorptionseigenschaften. Er findet Anwendung in Bereichen wie Luft- und Flüssigkeitsfiltration, Isolation, Absorption, Masken, Ölabsorption und als Reinigungstücher.
Die Fasern der Schmelzblasschicht haben einen extrem feinen Durchmesser von etwa 2 Mikrometern (µm) und sind damit nur ein Zehntel so dünn wie die Spinnvliesschicht. Je feiner die Schmelzblasschicht ist, desto besser kann sie das Eindringen kleiner Partikel verhindern. Beispielsweise filtert die KN95-Maske bei einer Luftdurchsatzrate von 85 l/min unter normalen Bedingungen 95 % der kleinen Partikel (0,3 µm). Dies ist entscheidend für die Bakterienfiltration und die Verhinderung des Eindringens von Blut und wird daher als das Herzstück einer Maske bezeichnet.
Traditioneller Prozessablauf
Polymerzufuhr → Schmelzextrusion → Faserbildung → Faserkühlung → Siebbildung → Verklebung (festes Sieb) → Kantenschneiden und Wickeln → Nachbearbeitung oder Spezialbearbeitung
Polymerzuführung – PP-Polymer-Rohstoffe werden im Allgemeinen zu kleinen kugelförmigen oder körnigen Scheiben verarbeitet, in Eimer oder Trichter gefüllt und in Schneckenextruder zugeführt.
Schmelzextrusion – Am Einzug des Schneckenextruders werden Polymerchips mit den benötigten Rohstoffen wie Stabilisatoren, Weißmachern und Farbmasterbatch vermischt. Nach gründlichem Rühren und Mischen gelangen sie in den Schneckenextruder und werden bei hoher Temperatur erhitzt, um eine Schmelze zu bilden. Diese Schmelze wird anschließend mittels einer Dosierpumpe durch einen Filter in die Spinndüse gefördert. Beim Schmelzblasen reduzieren Extruder im Allgemeinen das Molekulargewicht der Polymere durch Scherkräfte und thermische Zersetzung.
Faserbildung – Die gefilterte, saubere Schmelze durchläuft ein Verteilsystem und wird anschließend gleichmäßig auf die einzelnen Spinndüsengruppen verteilt, um eine konstante Extrusionsmenge an jeder Düse zu gewährleisten. Die Spinndüsenplatte für Schmelzblasfasern unterscheidet sich von anderen Spinnverfahren dadurch, dass die Düsenlöcher in einer geraden Linie angeordnet sein müssen und sich beidseitig Hochgeschwindigkeits-Luftauslässe befinden.
Faserkühlung – Auf beiden Seiten der Spinndüse wird gleichzeitig eine große Menge Luft mit Raumtemperatur angesaugt, mit dem heißen Luftstrom, der ultrafeine Fasern enthält, vermischt, um diese abzukühlen, und die geschmolzenen ultrafeinen Fasern werden abgekühlt und verfestigt.
Vliesbildung – Bei der Herstellung von Schmelzblasvliesstoffen kann die Spinndüse horizontal oder vertikal angeordnet sein. Bei horizontaler Anordnung werden ultrafeine Fasern auf eine kreisförmige Auffangtrommel gesprüht, wo sie ein Sieb bilden. Bei vertikaler Anordnung fallen die Fasern auf einen horizontal beweglichen Siebvorhang und verdichten sich zu einem Sieb.
Klebstoff (fixiertes Gewebe) – Die oben erwähnte selbstklebende Verstärkung ist für bestimmte Anwendungen von Schmelzblasvliesen ausreichend, beispielsweise wenn das Fasergewebe eine flauschige Struktur, gute Luftspeicherung oder Porosität aufweisen soll. Für viele andere Anwendungen reicht die selbstklebende Verstärkung allein nicht aus, und es sind zusätzlich Heißwalzverklebung, Ultraschallverklebung oder andere Verstärkungsverfahren erforderlich.
Veröffentlichungsdatum: 15. Dezember 2023