Die Qualität und der Herstellungsprozess von UD-PE-Vliesstoff

Die Qualitätsgrundlage des nassgelegten Polyethylen (UD-PE) Vliesstoffes liegt in der strengen Auswahl von Polyethylen-Chips mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE). Rohstoffe mit stabiler Schmelzfließrate und gleichmäßiger Molekulargewichtsverteilung werden sorgfältig ausgewählt. Diese Materialien weisen eine Kristallinität von über 85 % auf, was nicht nur eine hervorragende Reißfestigkeit gewährleistet, sondern dem Endprodukt auch eine ausgezeichnete chemische Stabilität und Witterungsbeständigkeit verleiht. Die Rohstoffe werden einer Vakuumtrocknung unterzogen, um Spurenfeuchtigkeit zu entfernen (Feuchtegehalt ≤ 0,05 %), wodurch die Bildung von Blasendefekten während des Spinnprozesses vermieden und ein reibungsloser Ablauf der nachfolgenden Prozesse sichergestellt wird.

Kernprozess: Präzise Umwandlung von der Schmelze zu orientierten Fasern

1. Schmelzspinnen: Ein entscheidender Schritt bei der Filamentbildung

Die getrockneten UD-PE-Chips werden in einen Schneckenextruder eingegeben, wo sie durch einen gestuften Temperaturanstieg (180–220 °C) gleichmäßig geschmolzen werden. Das geschmolzene PE wird hinsichtlich des Ausgabevolumens (Fehler ≤ ±1 %) über eine Dosierpumpe präzise gesteuert und tritt anschließend in das Mikrolochfeld der Spinndüse ein (Lochdurchmesser: 0,2–0,5 mm), wodurch kontinuierliche und gleichmäßige Schmelzfilamente entstehen. An dieser Stelle weht kalte Hochgeschwindigkeitsluft (Luftgeschwindigkeit: 3–5 m/s) senkrecht auf die Filamente, wodurch diese schnell zu Spinnfasern erstarren. Der Faserdurchmesser wird im Bereich von 10–30 μm gehalten, um Feinheit und Flexibilität der Fasern sicherzustellen.

2. Unidirektionales Stretching: Verleihung orientierter Festigkeit an die Fasern

Nachdem die Spinnfilamente durch Ziehwalzen gestreckt wurden, gelangen sie in eine einrichtung zur unidirektionalen Dehnung, die den technologischen Kern von UD-PE-Vliesstoffen darstellt. Durch die Geschwindigkeitsdifferenz mehrerer Ziehwalzenpaare (Ziehverhältnis: 8–12-fach) werden die Fasern in Längsrichtung gedehnt, wodurch sich die Molekülketten stark entlang der Belastungsrichtung ausrichten und ordnen. Die Festigkeit der orientierten Fasern ist 3–5-mal höher als die der ungezogenen Fasern, mit einer Reißfestigkeit von 20–30 cN/dtex. Der longitudinale Zugmodul wird deutlich erhöht, was die grundlegende Voraussetzung für die einseitige Lastaufnahme des Endprodukts bildet.

3. Vliesbildung und Verbindung: Der Formgebungsprozess für strukturelle Stabilität

Die Faserbündel werden nach dem unidirektionalen Strecken durch eine Vlieslegemaschine gleichmäßig zu einem kontinuierlichen Faservlies aufgelegt. Im Unterschied zu herkömmlichen Vliesstoffen verwendet UD-PE-Vliesstoff ein Wärmeverbundungsverfahren. Durch die präzise Temperatursteuerung (120–140 °C) und Druckanpassung (0,3–0,5 MPa) der Heißpresswalzen wird die Oberfläche des Faservlieses teilweise geschmolzen und verbunden, wodurch ein Vliesstoffsubstrat mit stabiler Struktur entsteht. Während des Wärmeverbundungsprozesses werden Temperatur und Druck streng kontrolliert, um nicht nur die Verbindungsfestigkeit sicherzustellen, sondern auch eine Leistungsverschlechterung durch übermäßiges Schmelzen der Fasern zu vermeiden.

Kernprozessvorteile und Produktparameter

Orientierte Zähigkeit: Der einseitige Dehnprozess ermöglicht eine gerichtete Anordnung der Fasermoleküle. Die Längsreißfestigkeit des Endprodukts beträgt das 3- bis 5-fache im Vergleich zu herkömmlichem PE-Vliesstoff, mit hervorragender Reißfestigkeit und eignet sich daher für Anwendungen mit hohen Traglastanforderungen.

Leichtgewicht und umweltfreundlich: Der Rohstoff ist Polyethylen mit einer Dichte von nur 0,94 g/cm³. Das Flächengewicht des Endprodukts kann zwischen 20 und 200 g/m² gehalten werden, wodurch Leichtigkeit und hohe Festigkeit kombiniert werden. Zudem ist es recyclingfähig und erfüllt Umweltschutzanforderungen.

Stabilität und Zuverlässigkeit: Der gesamte Prozess wird automatisch gesteuert (wichtige Parameter wie Temperatur, Druck und Zugverhältnis werden in Echtzeit überwacht). Die Produktqualitätsquote liegt über 99 %, und die Leistungsschwankungen sind gering.

Multifunktionale Anpassungsfähigkeit: Durch die Anpassung der Rohstoffformulierung, des Ziehverhältnisses und des Nachbehandlungsprozesses können Produkte mit verschiedenen Spezifikationen – von Leichtbauarten (für medizinischen Schutz und militärische Kugelsicherheit) bis hin zu Hochleistungstypen (für den industriellen Einsatz) – hergestellt werden, um die Anforderungen unterschiedlicher Bereiche zu erfüllen.