すべての不織布メーカーは、ある時点で同じ壁にぶつかります。生地の見た目や感触は適切ですが、生地が濡れないのです。ワイプがテストベンチに置かれ、粒状になって液滴になります。おむつライナーは、液体を通すのではなく、流れ出させます。通常の原因は簡単に特定できます。ポリプロピレンは本質的に疎水性であるため、繊維表面が改質されない限り、完成したウェブは水をはじきます。衛生、医療、おしりふきの生産全体で使用される標準的な修正は、親水性マスターバッチです。

親水性マスターバッチとは何ですか?

親水性マスターバッチは、通常は撥水性のポリマーに水を引き寄せる化学物質を導入する濃縮プラスチック化合物です。これは、キャリア樹脂、通常はベースポリマーと相溶性のあるポリプロピレンまたはポリオレフィンブレンド、および界面活性剤、湿潤剤、極性ポリマー改質剤などの 1 つ以上の親水性添加剤から構成されます。添加剤はキャリア中に分散され、その後押出中にポリマーの主流に流されます。繊維が形成されて冷却されると、添加剤の一部が表面または表面近くに残り、水が広がって通過できるほどの表面エネルギーが低下します。

投与量は決まっていません。ほとんどの市販配合物は 2 ～ 8 重量パーセントの範囲で開始されますが、最終的なレベルは、対象となる生地の重量、繊維の細さ、ライン速度、および製品が老化または滅菌後に親水性を維持する必要があるかどうかによって異なります。だからこそ、データシートの約束よりもトライアルが重要なのです。機能性不織布を初めて使用する生産者向けに、 シングルビームスパンボンド不織布機 は、最初のトライアルに実用的なプラットフォームです。制御が容易で、パージも簡単でありながら、幅広いファブリックを実行できる十分な柔軟性を備えています。

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スパンボンドおよびメルトブローンラインにおける親水性マスターバッチの仕組み

マスターバッチは通常、重量注入システムを介して押出ステップで追加されます。ペレットはスクリューに入る前にPP顆粒と混合されます。溶融混合は均一でなければなりません。添加剤が完全に分散していないと、ウェブに不均一に濡れた斑点が生じる可能性があります。温度管理も同様に重要です。界面活性剤やその他の湿潤剤は、溶融温度が上昇しすぎると劣化する可能性があるため、機械は単一の公称設定値ではなく、安定したバレルおよびダイ温度を提供する必要があります。

ビーム構成により、マスターバッチの動作が変わります。メルトブローン層では、繊維がはるかに細いため、表面積が大きくなり、所定の添加量の効果が異なります。細い繊維も急速に冷却されるため、添加剤の移行に影響を与える可能性があります。複数のビームを備えたラインでは、マスターバッチが各層のプロセス設定と互換性がある必要があります。メルトブローン層が過剰に注入されると、脆くなりすぎる可能性があります。投与量が少なすぎると、生地が濡れません。

ビームの構成によって、どの程度の柔軟性が得られるかが決まります。シングルビームラインは、ウェブ全体が同じ親水性を持つ製品の場合、シンプルで経済的です。おしりふきや軽衛生生地の場合、高出力と優れたカバー力を兼ね備えたダブルビーム スパンボンド不織布機が一般的に選択されます。 SMS、SMMS、または SSMMSS 構造にメルトブローン層を追加すると、問題はより複雑になりますが、よりやりがいのあるものになります。メルトブローン コアはバリア性能を提供し、スパンボンド層は濡れ性を制御できます。

親水性不織布の主な用途

顧客が添加剤を要求するため、親水性マスターバッチが使用されることはほとんどありません。最終製品が液体を扱う必要があるために使用されます。実際には、親水性不織布はいくつかのカテゴリに分類されます。

• ウェットティッシュやクレンジングクロス。基材が液体を素早く吸収し、均一に放出する必要があります。
• おむつのトップシートと取得分配層。素早い取り消し線と低いリウェットが重要です。
• 表面が濡れずに吸収性を制御する必要がある女性用衛生製品。
• 医療用ガウン、ドレープ、創傷被覆材では、生地が快適さを保ちながら液体の染み込みに耐える必要があります。

これらのアプリケーションはすべて同じ化学薬品や同じ機械を必要とするわけではありません。スパンボンドラインで作られた軽量ワイプ生地は、適度な量しか必要としない場合があります。医療用バリア生地は、規格によって異なる撥水性要件と親水性のバランスをとる必要があります。バリア性と吸収性の両方を目指す生産者にとって、SMMS スパンメルト不織布機械は、スパンボンド層とメルトブローン コアを組み合わせ、各層で異なる配合を実行できるため、多くの場合、最も直接的なルートとなります。

親水性不織布の生産ラインを購入する際に考慮すべきこと

親水性マスターバッチはプラグアンドプレイの材料ではありません。投与から巻き取りまでライン全体に影響します。機器を評価するときは、次の点をリストに記載してください。

• 投与精度。減量式フィーダーまたは重量式フィーダーは、容積式スクリューよりも安定した投与量を提供します。
• スクリューとミキシングの設計。より長い L/D 比と追加の混合要素により、溶融物を過剰に剪断することなく添加剤を均一に分散させることができます。
• 温度制御。バレル、ダイ、メルトブローン空気の温度は、ホットスポットが発生することなく実用的な範囲で調整できる必要があります。
• パージおよびクリーニングへのアクセス。機能性不織布では製品を頻繁に交換するのが一般的であるため、ダイとスピンパックのアクセスしやすさが重要です。
• マスターバッチとの互換性。キャリア樹脂はベース PP の MFI と一致する必要があり、サプライヤーはラインが完成する前にトライアルを実行する用意がある必要があります。

機器サプライヤーが以前のプロジェクトで添加剤をどのように扱ったかを尋ねる価値があります。添加剤の化学反応と機械設定の関係については、当社の技術ガイドで詳しく説明されています。 添加剤がスパンボンド不織布をどのように強化するか 。サプライヤーがそのやり取りについて話すことができない場合、そのマシンはインストール後にユーザーを失望させる可能性があります。

実際の投与とプロセス制御

ほとんどの親水性マスターバッチ製造業者は、開始用量を 2 ～ 8 パーセントの範囲にすることを推奨していますが、パーセントだけでは十分ではありません。実際の開発ルートは次のようになります。

1. 目標の性能を定義します: 初期の湿潤性のみ、または老化および取り扱い後の持続的な吸収性。
2. キャリア樹脂が PP グレードおよびライン温度に適合するマスターバッチを選択してください。
3. いくつかの用量レベルで試験を実行し、接触角、裏抜け時間、再湿潤を記録します。
4. ライン速度、ダイ温度、冷却設定を調整して、添加剤の分布を改善します。
5. ラボのクーポンだけでなく、最終製品の仕様と照らし合わせて結果を検証します。

これは簡単そうに見えますが、生産のプレッシャーが高い場合、ステップをスキップするのは簡単です。添加剤を念頭に置いて設計されていないラインでは、これらの手順がさらに困難になります。

親水性マスターバッチは魔法の解決策ではありませんが、汎用不織布から機能性製品に移行するための実証済みのコスト効率の高い方法です。重要なのは、試運転後に化学物質をラインに押し込むのではなく、化学物質を中心にラインを構築することです。新しいスパンボンド、SS、SMS、または SMMS プロジェクトを計画していて、ターゲット製品が特定の構成で現実的かどうかを知る必要がある場合は、 弊社のエンジニアリングチームにお問い合わせください 生地の重量、用途、およびパフォーマンスのデータが含まれます。通常、答えは機械の設計、投与の安定性、およびいくつかの綿密に計画された試験に帰着します。まさに、適切なサプライヤーが違いを生むのはそこです。