不織布製造のためのメルトブローン マスターバッチ ガイド

メルトブローン不織布の品質の上限は、押出ラインだけによって決まるのではなく、そこに供給されるすべてのポリプロピレン ペレットの内部に含まれる添加剤の化学反応によって決まります。 メルトブローンマスターバッチ 繊維の直径、静電気の保持、高速気流下での熱安定性、そして最終的には完成した生地の濾過性能を決定し、メルトブローン製造プロセス全体で最も重要な変数となります。

不織布製造におけるメルトブローンマスターバッチの用途

メルトブローンマスターバッチ は、ベース樹脂だけでは提供できない特定の機能特性（電荷増強、熱安定性、親水性または疎水性、着色、抗菌活性）を付与するために、PP 樹脂供給ストリームに計量して添加される濃縮ポリプロピレンとキャリア添加剤のブレンドです。これは、汎用ポリプロピレンを加工濾過、医療、衛生用不織布製品に変換するための主要な配合ツールです。

正確に配合された製品に依存する応用分野 メルトブローンマスターバッチ これには、サージカルマスクおよび人工呼吸器の製造 (ASTM F2100、EN 14683)、産業用空気濾過媒体 (HEPA および MERV 定格パネル)、液体濾過カートリッジ、油吸収性ジオテキスタイル、半導体クリーンルーム用の特殊ワイプが含まれます。それぞれの用途には、異なる添加剤プロファイル、添加量率、およびキャリア樹脂の適合性が必要です。

メルトブローンマスターバッチが濾過効率に与える影響

メルトブローン生地の濾過効率は、機械的遮断、慣性衝撃、静電引力という 3 つの物理的メカニズムに依存します。物理的な繊維の直径よりはるかに小さいサブミクロンの粒子を捕捉する静電メカニズムは、完全に、 メルトブローンマスターバッチ 。帯電マスターバッチなしで製造された生地は、0.3 ミクロンの粒子に対して 30 ～ 50% の粒子濾過効率 (PFE) を達成します。適切に帯電した生地は、同じ坪量と繊維直径の条件下で 95% PFE を超えます。

電荷増強マスターバッチ配合物には、ダイの下流のコロナ放電またはハイドロチャージステップ中に永久に分極するエレクトレット形成化合物（通常はフッ素化学またはヒンダードアミンベースの添加剤）が組み込まれています。マスターバッチにより、添加剤の分散が単繊維レベルで均一になるため、ろ過バイパス経路を形成する局所的な電荷のないゾーンが発生するのを防ぎます。

マスク製造におけるメルトブローンマスターバッチに必要な主要な特性

マスクグレードのメルトブローン生地は、粒子濾過、通気性、皮膚との接触の安全性要件を同時に満たさなければなりません。の メルトブローンマスターバッチ 仕様は、3 つの目標がすべて満たされるかどうかを直接制御します。

PP メルトブローン製造におけるメルトブローン マスターバッチの使用方法

ポリプロピレンのメルトブローンラインでは、 メルトブローンマスターバッチ 単軸押出機の上流の重量混合段階で導入されます。正確な計量（通常、ベース PP 樹脂 100 部あたりマスターバッチ 1 ～ 5 部）は、メイン樹脂のスループットと同期した減量フィーダーによって制御されます。添加量が 0.5% でも不正確であると、繊維の直径が 0.3 ～ 0.8 マイクロメートル変化する可能性があり、ろ過グレードに直接影響します。

メルトブローン マスターバッチとスパンボンド マスターバッチ: 主な違い

どちらもポリプロピレンベースの不織布添加剤システムですが、 メルトブローンマスターバッチ およびスパンボンドマスターバッチは、根本的に異なるプロセス条件と性能要件に合わせて配合されています。

メルトブローンマスターバッチが繊維の繊度と通気性に与える影響

メルトブローン生地では繊維の細さと通気性は反比例の関係にあります。繊維が細いほど、より密度の高いウェブが作成され、透過性は低くなりますが、濾過効率は高くなります。 メルトブローンマスターバッチ 溶融粘度の調整と表面エネルギーの制御という 2 つのメカニズムを通じて、このバランスに影響を与えます。

マスターバッチ内の粘度低下添加剤により、溶融物の減衰に対する抵抗が低下し、高速の空気流によりフィラメントが切れることなく繊維をより小さな直径まで延伸することができます。ダイ先端での溶融粘度の 15 ～ 20% の低下は、繊維直径の約 0.5 ～ 1.5 マイクロメートルの減少に相当します。これは、同じ坪量で生地の性能を MERV-13 から MERV-16 に移行させるのに十分です。次に、表面エネルギー調整剤は、細い繊維が交差点でどの程度しっかりと結合するかを制御し、繊維の直径に関係なくウェブの構造透過性を設定します。

メルトブローン マスターバッチに関するよくある質問

メルトブローンマスターバッチは再生PP樹脂でも使用できますか?

リサイクルされたポリプロピレンには、メルトブローン加工に必要な厳しいレオロジー許容差と矛盾する汚染物質や変動する MFI が含まれています。 メルトブローンマスターバッチ rPP ブレンド用に配合された製品には、追加の安定剤パッケージと粘度調整剤が組み込まれていますが、繊維直径の一貫性と濾過認証準拠を維持するために、最大リサイクル含有量は通常 10 ～ 15% に制限されています。

特定の濾過グレードに対する正しいマスターバッチの投与量はどのように決定されますか?

投与量は、ターゲット標準である NIOSH N95、EN 149 FFP2、または ASTM F2100 レベル 1/2/3 に対する粒子濾過効率 (0.3 ミクロンでの PFE) および圧力損失 (デルタ P) を測定する試運転を通じて校正されます。最もチャージ強化 メルトブローンマスターバッチ 製剤は 2 ～ 4% の負荷で最適なパフォーマンスに達します。用量が高くなると、ろ過の収益が減少する一方で、溶融圧力が増加し、ダイ堆積物形成のリスクが増加します。

メルトブローンマスターバッチは生地の保存寿命と電荷減衰に影響しますか?

はい。メルトブローン生地のエレクトレット電荷は、湿気、熱、および油性エアロゾルへの曝露によって加速され、時間の経過とともに自然に減衰します。高品質 メルトブローンマスターバッチ フッ素化学エレクトレット添加剤を使用すると、標準的なヒンダードアミン系では 3 ～ 6 か月であるのに対し、標準的な保管 (23 ℃、相対湿度 50%) では 12 ～ 24 か月の電荷半減期が実現します。これは、医療用マスクの保存期間認定において重要な違いです。

親水性メルトブローンマスターバッチと疎水性メルトブローンマスターバッチの違いは何ですか?

疎水性 メルトブローンマスターバッチ 液体の浸透に対する表面エネルギー障壁を高め、サージカルマスクの外層や保護バリア生地に使用されます。親水グレードは表面エネルギーを下げて液体のウィッキングを促進し、水性液体をはじくのではなくウェブを通した液体の輸送が必要な吸収性コア層、創傷ケア材料、および濾過媒体に適用されます。