Guide des mélanges maîtres fondus pour la production de non-tissés

Le plafond de qualité de tout tissu non tissé soufflé par fusion n'est pas fixé uniquement par la ligne d'extrusion, mais par la chimie additive contenue dans chaque granule de polypropylène qui y est introduite. Mélange maître soufflé par fusion détermine le diamètre des fibres, la rétention de charge électrostatique, la stabilité thermique sous un flux d'air à grande vitesse et, finalement, les performances de filtration du tissu fini, ce qui en fait la variable la plus importante dans l'ensemble du processus de production par fusion-soufflage.

À quoi sert le mélange maître soufflé par fusion dans la production de tissus non tissés

Mélange maître soufflé par fusion est un mélange concentré d'additifs polypropylène-support qui est dosé dans le flux d'alimentation en résine PP pour conférer des propriétés fonctionnelles spécifiques (amélioration de la charge, stabilisation thermique, hydrophilie ou hydrophobicité, colorisation et activité antimicrobienne) que la résine de base seule ne peut pas offrir. Il s’agit du principal outil de formulation permettant de convertir le polypropylène de base en produits non tissés techniques de filtration, médicaux et hygiéniques.

Secteurs d'application qui dépendent de formulations précises mélange maître soufflé par fusion comprennent la production de masques chirurgicaux et de respirateurs (ASTM F2100, EN 14683), des supports de filtration d'air industriels (panneaux classés HEPA et MERV), des cartouches de filtration de liquides, des géotextiles absorbant l'huile et des lingettes spécialisées pour les salles blanches de semi-conducteurs. Chaque application nécessite un profil d'additif, un taux de dosage et une compatibilité de résine de support différents.

Comment le mélange maître fondu-soufflé affecte l’efficacité de la filtration

L'efficacité de la filtration dans les tissus soufflés par fusion dépend de trois mécanismes physiques : l'interception mécanique, l'impaction inertielle et l'attraction électrostatique. Le mécanisme électrostatique – responsable de la capture des particules submicroniques bien en dessous du diamètre physique de la fibre – est entièrement régi par les additifs d'amélioration de charge fournis par mélange maître soufflé par fusion . Les tissus produits sans charge masterbatch atteignent des efficacités de filtration des particules (PFE) de 30 à 50 % pour des particules de 0,3 micron ; les tissus correctement chargés dépassent 95 % de PFE dans des conditions de grammage et de diamètre de fibre identiques.

Les formulations de mélanges maîtres améliorant la charge incorporent des composés formateurs d'électret - généralement des additifs fluorés ou à base d'amines encombrées - qui se polarisent de manière permanente pendant la décharge corona ou l'étape d'hydrocharge en aval de la filière. Le mélange maître garantit que la dispersion des additifs est homogène au niveau de la fibre unique, évitant ainsi les zones localisées sans charge qui créent des chemins de dérivation de filtration.

Propriétés clés requises pour le mélange maître soufflé par fusion dans la production de masques

Le tissu soufflé par fusion de qualité masque doit simultanément satisfaire aux exigences de filtration des particules, de respirabilité et de sécurité en cas de contact avec la peau. Le mélange maître soufflé par fusion la spécification contrôle directement si les trois objectifs sont atteints.

Comment le mélange maître Meltblown est utilisé dans la fabrication de PP Meltblown

Dans une ligne de fusion-soufflage de polypropylène, mélange maître soufflé par fusion est introduit au stade du mélange gravimétrique en amont de l'extrudeuse monovis. Un dosage précis – généralement 1 à 5 parties de mélange maître pour 100 parties de résine PP de base – est contrôlé par un alimentateur à perte de poids synchronisé avec le débit principal de résine. Un dosage inexact, même de 0,5 %, peut modifier le diamètre des fibres de 0,3 à 0,8 micromètres, ce qui a un impact direct sur la qualité de filtration.

Mélange maître soufflé par fusion et Mélange maître Spunbond : principales différences

Bien que les deux soient des systèmes d'additifs non tissés à base de polypropylène, mélange maître soufflé par fusion et les mélanges maîtres spunbond sont formulés pour des conditions de processus et des exigences de performances fondamentalement différentes.

Comment le mélange maître fondu-soufflé influence la finesse des fibres et la perméabilité à l'air

La finesse des fibres et la perméabilité à l'air sont inversement liées dans les tissus soufflés par fusion : des fibres plus fines créent des toiles plus denses avec une perméabilité plus faible mais une efficacité de filtration plus élevée. Mélange maître soufflé par fusion influence cet équilibre par deux mécanismes : la modification de la viscosité de la matière fondue et le contrôle de l'énergie de surface.

Les additifs réduisant la viscosité présents dans le mélange maître diminuent la résistance de la matière fondue à l'atténuation, permettant au flux d'air à grande vitesse d'étirer les fibres vers des diamètres plus petits sans rupture de filament. Une réduction de la viscosité à l'état fondu de 15 à 20 % à l'extrémité de la filière correspond à une réduction du diamètre des fibres d'environ 0,5 à 1,5 micromètres – suffisamment pour faire passer un tissu des performances MERV-13 à MERV-16 avec le même grammage. Les modificateurs d'énergie de surface contrôlent ensuite l'étroitesse de liaison des fibres fines aux points de croisement, définissant ainsi la perméabilité structurelle de la bande indépendamment du diamètre des fibres.

Foire aux questions sur le mélange maître Meltblown

Le mélange maître soufflé par fusion peut-il être utilisé avec de la résine PP recyclée ?

Le polypropylène recyclé contient des charges de contaminants et un MFI variable qui entrent en conflit avec les tolérances rhéologiques strictes requises pour le traitement par fusion-soufflage. Mélange maître soufflé par fusion formulé pour les mélanges rPP intègre des stabilisants supplémentaires et des modificateurs de viscosité, mais le contenu recyclé maximum est généralement plafonné à 10 à 15 % pour maintenir la cohérence du diamètre des fibres et la conformité aux certifications de filtration.

Comment le dosage correct du mélange maître est-il déterminé pour un niveau de filtration spécifique ?

Le dosage est calibré au moyen d'essais qui mesurent l'efficacité de la filtration des particules (PFE à 0,3 micron) et la chute de pression (delta-P) par rapport à la norme cible – NIOSH N95, EN 149 FFP2 ou ASTM F2100 niveau 1/2/3. La plupart des améliorations de charge mélange maître soufflé par fusion les formulations atteignent des performances optimales à une charge de 2 à 4 % ; des doses plus élevées offrent des rendements de filtration décroissants tout en augmentant la pression de fusion et le risque de formation de dépôt dans la filière.

Le mélange maître soufflé par fusion affecte-t-il la durée de conservation du tissu et la dégradation de la charge ?

Oui. La charge de l'électret dans les tissus soufflés par fusion se dégrade naturellement avec le temps, accélérée par l'humidité, la chaleur et l'exposition aux aérosols huileux. Haute qualité mélange maître soufflé par fusion l'utilisation d'additifs électret fluorochimiques offre des demi-vies de charge de 12 à 24 mois dans des conditions de stockage standard (23 C, 50 % HR), contre 3 à 6 mois pour les systèmes d'amines encombrées standard — une distinction essentielle pour la certification de la durée de conservation des masques médicaux.

Quelle est la différence entre le mélange maître soufflé par fusion hydrophile et hydrophobe ?

Hydrophobe mélange maître soufflé par fusion élève les barrières énergétiques de surface contre la pénétration des liquides, utilisé dans les couches extérieures des masques chirurgicaux et les tissus barrières de protection. Les qualités hydrophiles réduisent l'énergie de surface pour favoriser l'évacuation des liquides, appliquées dans les couches centrales absorbantes, les matériaux de soin des plaies et les supports de filtration où le transport du fluide aqueux à travers la bande est nécessaire plutôt que repoussé.