熔噴非織造布工藝與性能的關(guān)系

郭琳琳

山東天風新材料有限公司 山東濱州 256500

目前，市場上出現(xiàn)并被人們廣泛使用的纖維過濾材料主要有機織物過濾材料和非織造布過濾材料兩大類。非織造過濾材料是直接由纖維經(jīng)非織造工藝加工而成的，具有孔隙小且多、孔隙分布均勻、過濾阻力小、過濾效率高等特點。過濾材料的結(jié)構(gòu)，包括材料厚度、面密度、纖維直徑、孔隙率等對其透氣性和過濾性能起著決定作用，而決定過濾材料結(jié)構(gòu)的是其生產(chǎn)工藝參數(shù)。

1 熔噴工藝原理

聚合物（PP切片）或其他原料山輸送裝置送入計量混合裝置，經(jīng)過計量、混合后，進入螺桿壓機加熱熔融成為熔體。再經(jīng)過過濾去雜質(zhì)，進入紡絲泵（計量泵）計量加壓后，即成為壓力穩(wěn)定、流量穩(wěn)定、分布均勻的熔體，這些高溫熔體進入紡絲箱后，由其內(nèi)部的熔體通道均勻分配至紡絲組件（熔噴頭）。

另一方面，由空氣壓縮機或風機產(chǎn)生的壓力氣體進入空氣加熱器后，便成為高溫的牽伸氣流，由管道送入紡絲箱內(nèi)的牽伸氣流通道，然后山布置在噴絲板組件兩側(cè)的通道對著從熔噴頭噴出的熔體噴射，熔體在這種高溫、高速氣流的作用下被牽伸成細度僅為1-5um（實際上纖維的細度呈現(xiàn)對數(shù)正態(tài)分布，其范圍一般在0.3-7um之間）的細絲[1]。與此同時，這些超細尺寸的纖維被牽伸氣流拉斷為長度約為40-75mm的短纖維。

牽伸氣流挾持著這些牽伸的短纖維落在成網(wǎng)機之前，雖然已被周圍的環(huán)境空氣（或人為的冷卻氣流）冷卻降溫，但仍然能依靠牽伸氣流的熱量及本身的余熱在成網(wǎng)裝置上互相粘合纏結(jié)，形成一張連續(xù)纖網(wǎng)。為了防止牽伸氣流將纖網(wǎng)吹散，在網(wǎng)下設(shè)置了吸風系統(tǒng)，可以將牽伸氣流及周圍環(huán)境一定范圍內(nèi)的氣流抽走，使纖網(wǎng)貼在成網(wǎng)簾上定型、傳輸。

從成網(wǎng)機過來的纖網(wǎng)可用卷繞機卷繞、分切，成為熔噴布產(chǎn)品。

2 性能測試

2.1 厚度和面密度測試

厚度測試參考FZ/T60004《非織造布厚度測試方法》，實驗設(shè)備選用YG141N數(shù)字式厚度測試儀。為了減小由于試樣厚度不均勻造成的測試結(jié)果誤差，對每個試樣均進行10次測試，計算平均厚度。

2.2 孔徑大小測試

孔徑大小測試參考ASTME1294-1989《用自動液體孔率計檢驗薄膜過濾器的孔徑特性的測試方法》和ASTMF316-2003《用起泡點和平均流動孔隙試驗對膜過濾器孔隙尺寸性能的試驗方法》測試標準，實驗儀器選用（Pore Size Meter）PSM165孔徑測試儀[2]。采用的液體介質(zhì)是具有良好浸潤性的Topas液體，表面張力為16.8mN/m；試樣尺寸約為2.5cm*2.5cm。

2.3 透氣性測試

透氣性測試參考GB/T13764-1992《土工布透氣性的測試方法》，實驗設(shè)備選用YG461E-III全自動透氣量儀。

3 熔噴非織造布的新應(yīng)用

3.1 醫(yī)療衛(wèi)生

用熔噴法非織造布代替?zhèn)鹘y(tǒng)紡織產(chǎn)品與紡粘法非織造布復(fù)合，應(yīng)用于口罩生產(chǎn)，其特點是強度高、手感好，有效地屏障細菌的穿透，不透水但可以透氣；能夠防止交叉感染，減少塵屑和毛羽的脫落，提供最佳的手術(shù)環(huán)境；減少護理人員的勞動量，方便儲藏、供應(yīng)和更換；穿戴及使用方便，價格低。由于其有上述特點，在國外已大量做成繃帶、急救包、開刀布、接生包等應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)，以及婦女衛(wèi)生巾、尿布等衛(wèi)生領(lǐng)域。另外，現(xiàn)在人類面臨非典、禽流感以及其它空氣傳播疾病的危險，為做到未雨綢繆、防患于未然，許多國家已把熔噴布作為國家儲備物資。

3.2 保暖材料

熔噴法非織造布由于其纖維直徑特別細小、孔率高，手感柔軟，具有非常好的抗風能力。透氣性能良好，且重量非常輕，是做保溫服裝的最佳材料，目前國內(nèi)外已大量使用，市場占有率增長速度也較快。經(jīng)過國家級檢測單位測定，在相同重量的服裝保溫材料中，熔噴布保溫效果最好。天津泰達率先開發(fā)出了用熔噴布做的保暖材料，帶動了中國熔噴法非織造布的發(fā)展。熔噴法非織造布與三維卷曲纖維共紡制出的保暖絮片，不僅具有很好的保溫效果，同時還具有非常好的彈性和蓬松性能[3]。

4 熔噴布的發(fā)展前景

在各種非織造布加工技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，熔噴工藝近期進展不僅注重自身工藝的拓展，而且與各工藝相互滲透，向混雜化、復(fù)合化的方向發(fā)展已經(jīng)成為當前非織造布發(fā)展的一個主流趨勢，特別是各工藝之間的復(fù)合技術(shù)越來越受到大家的關(guān)注。與其他非織造工藝的結(jié)合，既可以擴大熔噴非織造材料的產(chǎn)品品種，也可以拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。如熔噴、紡粘兩種技術(shù)的融合在非織造布工業(yè)的發(fā)展中得到了廣泛的認可，兩者的結(jié)合對于熔噴技術(shù)的發(fā)展起到了極大的推動作用。其中SMS復(fù)合技術(shù)中的熔噴生產(chǎn)技術(shù)是熔噴法非織造布技術(shù)的最新技術(shù)，并成為先進熔噴技術(shù)的發(fā)展方向。同時，在熔噴設(shè)備方面已有很大的發(fā)展，采用多噴頭技術(shù)以及特殊結(jié)構(gòu)的噴嘴，使單一的聚合物原料、圓截面紡絲發(fā)展為多種原料復(fù)合熔噴、異性截面纖維紡絲等，而且還可提高熔噴產(chǎn)量。如采用具有特殊結(jié)構(gòu)的波形噴嘴或者疊片式熔噴模頭，不僅可以獲得納米級纖維，而且極有可能會成為熔噴技術(shù)的發(fā)展方向。

5 結(jié)語

隨著熔噴非織造技術(shù)和相關(guān)市場的日趨成熟，其原料的可降解性及其產(chǎn)品的可循環(huán)利用性越來越引起人們的關(guān)注。因此，尋找可生物降解的熔噴原料成為近年來研究者和技術(shù)人員關(guān)注的熱點。為了更高效、更便捷地生產(chǎn)熔噴非織造產(chǎn)品，對熔噴設(shè)備進行改進也是必要的。