Każdy producent włóknin w pewnym momencie trafia w ten sam mur: tkanina wygląda dobrze, jest w dotyku dobrze, ale nie ulega zamoczeniu. Chusteczka leży na stole testowym i zbiera się w kropelki. Wkładka do pieluchy pozwala na spływanie płynu, zamiast go przeciągać. Zwykłą przyczynę można łatwo zidentyfikować. Polipropylen jest z natury hydrofobowy i jeśli powierzchnia włókna nie zostanie zmodyfikowana, gotowa tkanina będzie odpychać wodę. Standardowym rozwiązaniem stosowanym w produkcji wyrobów higienicznych, medycznych i chusteczek jest przedmieszka hydrofilowa.

Co to jest przedmieszka hydrofilowa?

Przedmieszka hydrofilowa to skoncentrowany związek tworzywa sztucznego, który wprowadza chemikalia przyciągające wodę do normalnie wodoodpornego polimeru. Składa się z żywicy nośnej, zwykle polipropylenu lub mieszanki poliolefin kompatybilnej z polimerem bazowym i jednego lub więcej dodatków hydrofilowych, takich jak środki powierzchniowo czynne, środki zwilżające lub polarne modyfikatory polimerowe. Dodatek jest dyspergowany w nośniku, a następnie podczas wytłaczania spuszczany do głównego strumienia polimeru. Kiedy włókno jest formowane i chłodzone, część dodatku pozostaje na powierzchni lub w jej pobliżu, obniżając energię powierzchniową na tyle, aby woda mogła się rozprzestrzenić i przejść.

Dawka nie jest ustalona. Większość dostępnych na rynku receptur zaczyna się od zawartości od 2 do 8 procent wagowych, ale ostateczny poziom zależy od docelowej masy tkaniny, rozdrobnienia włókien, szybkości linii i tego, czy produkt musi pozostać hydrofilowy po starzeniu lub sterylizacji. Dlatego próby mają większe znaczenie niż obietnice zawarte w arkuszach danych. Dla producentów, którzy nie mają doświadczenia z włókninami funkcjonalnymi, a jednowiązkowa maszyna do włókniny typu spunbond to praktyczna platforma do pierwszych prób: jest łatwiejsza w sterowaniu, prostsza w czyszczeniu, a mimo to wystarczająco elastyczna, aby móc prać szeroką gamę tkanin.

Maszyna do włókniny spunbond z pojedynczą wiązką, dostawcy linii produkcyjnych JIASHAN HH Nonbuilts Machinery CO., Ltd jest chińskim dostawcą niestandardowych maszyn do włóknin typu spunbond z pojedynczą wiązką i prod... Zobacz produkt →

Jak hydrofilowa przedmieszka działa w liniach Spunbond i Meltblown

Przedmieszka jest zwykle dodawana na etapie wytłaczania za pomocą grawimetrycznego systemu dozowania. Pelety miesza się z granulatem PP przed wejściem do ślimaka. Mieszanie stopu musi być jednolite; jeśli dodatek nie zostanie dokładnie zdyspergowany, na wstędze mogą powstawać plamy, które zwilżają się nierównomiernie. Kontrola temperatury ma równie duże znaczenie. Środki powierzchniowo czynne i inne środki zwilżające mogą ulec degradacji, gdy temperatura stopu wzrośnie zbyt wysoko, dlatego maszyna powinna oferować stabilne temperatury cylindra i matrycy, a nie pojedynczą nominalną wartość zadaną.

Konfiguracja belki zmienia zachowanie przedmieszki. W warstwie typu „meltblown” włókna są znacznie drobniejsze, przez co powierzchnia jest duża, a działanie danej dawki dodatku jest inne. Drobne włókna również szybko się schładzają, co może wpływać na migrację dodatków. Linia z wieloma belkami wymaga, aby przedmieszka była zgodna z ustawieniami procesu każdej warstwy. Jeśli warstwa rozdmuchiwana w stanie stopionym zostanie przedawkowana, może stać się zbyt krucha; w przypadku niedostatecznej dawki tkanina nie przesiąknie.

Konfiguracja belki określa, jaką masz elastyczność. Linie jednowiązkowe są proste i ekonomiczne w przypadku produktów, w których cała wstęga ma tę samą hydrofilowość. W przypadku chusteczek i lekkich tkanin higienicznych częstym wyborem jest maszyna z włókniną typu spunbond z podwójną wiązką, ponieważ łączy w sobie wysoką wydajność z dobrym pokryciem. Po dodaniu warstw Meltblown w strukturach SMS, SMMS lub SSMMSS problem staje się bardziej złożony, ale także bardziej satysfakcjonujący: rdzeń Meltblown może zapewnić działanie barierowe, podczas gdy warstwy spunbond kontrolują zwilżalność.

Kluczowe zastosowania włóknin hydrofilowych

Przedmieszka hydrofilowa jest rzadko stosowana, ponieważ klient prosi o dodatek. Stosuje się go, ponieważ produkt końcowy musi coś zrobić z cieczą. W praktyce włókniny hydrofilowe występują w kilku kategoriach:

• Chusteczki nawilżane i ściereczki do czyszczenia, gdzie podłoże musi szybko wchłonąć ciecz i równomiernie ją uwolnić.
• Warstwy wierzchnie pieluszek i warstwy rozprowadzające, gdzie szybkie przenikanie i niewielkie ponowne zwilżanie mają kluczowe znaczenie.
• Produkty do higieny kobiecej, które wymagają kontrolowanej chłonności bez zawilgocenia powierzchni.
• Fartuchy medyczne, zasłony i opatrunki, których materiał musi być odporny na przenikanie płynów, a jednocześnie zapewniać wygodę.

Nie wszystkie te zastosowania wymagają tej samej chemii i tej samej maszyny. Lekkie chusteczki wykonane metodą spunbond mogą wymagać jedynie niewielkiej dawki. Medyczna tkanina barierowa musi równoważyć hydrofilowość z wymaganiami dotyczącymi hydrofobowości, które różnią się w zależności od standardu. Dla producentów, dla których liczy się zarówno barierowość, jak i chłonność, maszyna do włóknin typu spunmelt SMMS jest często najbardziej bezpośrednią metodą, ponieważ łączy warstwy spunbond z rdzeniem typu „meltblown”, a każda warstwa może mieć inny skład.

Na co zwrócić uwagę przy zakupie linii do produkcji włóknin hydrofilowych

Przedmieszka hydrofilowa nie jest materiałem typu plug-and-play. Ma to wpływ na całą linię, od dozowania po nawijanie. Oceniając sprzęt, zachowaj na liście następujące punkty:

• Dokładność dozowania. Podajniki ubytkowe lub grawimetryczne zapewniają bardziej stabilne dozowanie niż ślimaki wolumetryczne.
• Konstrukcja śrubowa i mieszająca. Dłuższy stosunek L/D i dodatkowe elementy mieszające pomagają równomiernie rozprowadzić dodatki bez nadmiernego ścinania stopu.
• Kontrola temperatury. Temperatury cylindra, matrycy i powietrza rozdmuchiwanego ze stopu powinny być regulowane w praktycznym zakresie bez gorących punktów.
• Dostęp do czyszczenia i czyszczenia. Częste zmiany produktu są rzeczą normalną w przypadku włóknin funkcjonalnych, dlatego dostępność matrycy i pakietów przędzalniczych ma znaczenie.
• Kompatybilność z koncentratem. Żywica nośna powinna odpowiadać MFI bazowego PP, a dostawca powinien chcieć przeprowadzić próby przed ukończeniem linii.

Warto zadać sobie pytanie, jak dostawca sprzętu radził sobie z dodatkami w poprzednich projektach. Zależność między składem chemicznym dodatków a ustawieniami maszyny wyjaśniono bardziej szczegółowo w naszym przewodniku technicznym jak dodatki ulepszają włókniny typu spunbond . Jeśli dostawca nie będzie w stanie nawiązać kontaktu z tą interakcją, maszyna prawdopodobnie rozczaruje Cię po instalacji.

Dozowanie i kontrola procesu w praktyce

Większość producentów przedmieszek hydrofilowych zaleca dawkę początkową w zakresie od 2 do 8 procent, ale sam procent nie wystarczy. Praktyczna ścieżka rozwoju wygląda następująco:

1. Zdefiniuj docelowe właściwości: tylko początkowa zwilżalność lub utrzymująca się chłonność po starzeniu i użytkowaniu.
2. Wybierz przedmieszkę, której żywica nośna jest kompatybilna z gatunkiem PP i temperaturami linii.
3. Przeprowadź próby z kilkoma poziomami dawek i zapisz kąt zwilżania, czas przebicia i ponowne zwilżenie.
4. Dostosuj prędkość linii, temperaturę matrycy i ustawienia chłodzenia, aby poprawić dystrybucję dodatków.
5. Potwierdź wynik w oparciu o specyfikację gotowego produktu, a nie tylko kupon laboratoryjny.

Wydaje się to proste, ale łatwo jest pominąć ten krok, gdy presja produkcyjna jest wysoka. Linia, która nie została zaprojektowana z myślą o dodatkach, znacznie utrudni te kroki.

Przedmieszka hydrofilowa nie jest magicznym rozwiązaniem, ale sprawdzonym i opłacalnym sposobem na przejście od standardowych włóknin do produktów funkcjonalnych. Kluczem jest zbudowanie linii wokół chemii, zamiast wtłaczania jej do linii po uruchomieniu. Jeśli planujesz nowy projekt spunbond, SS, SMS, SMMS i chcesz wiedzieć, czy docelowe produkty są realistyczne w danej konfiguracji, skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów z wagą tkaniny, zastosowaniem i danymi użytkowymi. Odpowiedź zwykle sprowadza się do konstrukcji maszyny, stabilności dozowania i kilku dobrze zaplanowanych prób i właśnie w tym przypadku właściwy dostawca robi różnicę.