熔喷法非织造布的应用及发展前景

孙镜姗 张 爽 霍雨心 宋思慧

（辽东学院，辽宁丹东118000）

一、熔喷法非织造布生产的国内外现状

熔喷法生产的非织造布别名为熔喷布、熔喷无纺布，是口罩的“心脏”、口罩中间的过滤层,能过滤细菌，阻止病菌传播。熔喷布是一种以高熔融指数的聚丙烯为主要原料、纤维直径在2 微米左右的超细静电纤维布。它的纤维直径只有口罩外层纤维直径的十分之一，可以有效捕捉粉尘。含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，也会被静电吸附在表面，无法透过，因此是生产过滤功能口罩的必要原料。[1]

美国海军研究所于1954 年研究气流喷射法纺丝时，纺得了极细的纤维，其直径在5μm 以下，并制得由该种超细纤维组成的非织造布。之后，一些相关的专利随之出现。20 世纪70 年代后期，美国Exxon Mobil 公司将此技术转为民用，使得熔喷法非织造布技术得到飞速发展，进入了崭新的阶段。由于BiaxFiberfilm、Exxon Mobil、和ACCURATE Products 等公司在熔喷技术的发展与进步方面作出的巨大贡献，致使目前已出现与熔喷技术及其产品有关的专利大约有320 多项。

我国对熔喷技术的研究也较早，20 世纪50年代末，中国核工业二院、北京化工研究院等科研机构开始了这方面的研究；20 世纪80 年代，中国纺织大学研制出了间隙式熔喷法非织造布生产线。20 世纪90 年代初，北京化工研究院、中国纺织大学、北京超纶公司等单位设计出的熔喷设备在国内投产了近百台。当时熔喷非织造布主要用于电池隔板、过滤材料、吸油材料等领域，由于国内市场的局限, 熔喷布的市场开发在较长时间内一直发展的较慢[2]。

二、熔喷法非织造技术

1.熔喷工艺原理

熔喷法非织造布生产技术是一种高聚物直接成网技术。如图1 所示棉喷工艺纺丝原理是将聚合物熔体从模头喷丝孔中均匀挤出，形成熔体溪流，加热的控伸空气从模头的喷丝孔两侧的风道（也称气道、风刀）中高速喷出，对聚合物熔体细流进行拉伸。牵伸之后,冷却空气在模头下方一定位置从两侧补入，起到使纤维冷却结晶的作用，另外在冷却空气装置下方也可以设置喷雾装置，进一步对纤维进行快速冷却。在接收装置的成网帘下方安装真空抽吸装置，使经过高速气流拉伸成形的超细纤维均匀地收集在接收装置的成网帘（或滚筒）上，依靠自身粘合或其他加固方法成为熔喷布非织造材料[3]。

图1 熔喷纺丝原理

2.工艺流程

熔喷法非织造布生产技术的工艺流程是，1.通过螺杆挤出机将高聚物树脂挤压熔融塑化；2.经由计量泵精确计量之后，再由喷丝组件送出；3.在高速高压热空气流的作用下牵伸成超细纤维；4.在收集装置上形成熔喷非织造布[4]。

三、熔喷法非织造布的应用领域

1.医疗卫生

用熔喷法非织造布代替传统纺织产品与纺粘法非织造布复合，应用于口罩生产，其特点是强度高、手感好，有效地屏障细菌的穿透，不透水但可以透气；能够防止交叉感染，减少尘屑和毛羽的脱落，提供最佳的手术环境；减少护理人员的劳动量，方便储藏、供应和更换；穿戴及使用方便，价格低。由于其有上述特点，在国外已大量做成绷带、急救包、开刀布、接生包等应用于医疗行业，以及妇女卫生巾、尿布等卫生领域。国内目前则刚刚开始应用并得到广泛推广。在2003 年非典期间，熔喷非织造布在医疗卫生行业发挥了重要作用。现在人类面临非典、禽流感以及其它空气传播疾病的危险，为做到未雨绸缪、防患于未然，许多国家（特别是发达国家）已把熔喷布作为国家储备物资。

2.保暖材料

熔喷法非织造布由于其纤维直径特别细小、孔率高，手感柔软，具有非常好的抗风能力。透气性能良好，且重量非常轻，是做保温服装的最佳材料，目前国内外已大量使用，市场占有率增长速度也较快。经过国家级检测单位测定，在相同重量的服装保温材料中，熔喷布保温效果最好。天津泰达率先开发出了用熔喷布做的保暖材料，带动了中国熔喷法非织造布的发展。熔喷法非织造布与三维卷曲纤维共纺制出的保暖絮片, 不仅具有很好的保温效果，同时还具有非常好的弹性和蓬松性能。

3.过滤材料

熔喷布的纤维直径能达到1～2 μm，且排列是随机分布的，具有-定的杂乱性，这种结构使其具有更大的比表面积、更小的孔径,可以制作品质非常高的过滤材料, 主要应用于空气过滤、水过滤、油过滤、油水分离等诸多领域。如果通过静电驻极处理，作为过滤材料其效果更好。

4.吸油材料

由于熔喷布主要原料不吸水，但却有很好的亲油性，以及熔喷布具有孔率高且比表面积大的特点,所以熔喷布具有很好的吸油性能。经过实验测得，它可以吸收比自身重量大17！20 倍的油脂，可做成吸油毡、吸油滤芯等应用在油水分离、环境保护、港口环保以及海洋轮船事故处理当中。

四、熔喷布的发展前景

在各种非织造布加工技术不断发展的情况下，熔喷工艺近期进展不仅注重自身工艺的拓展，而且与各工艺相互渗透，向混杂化、复合化的方向发展已经成为当前非织造布发展的一个主流趋势，特别是各工艺之间的复合技术越来越受到大家的关注。与其他非织造工艺的结合，既可以扩大熔喷非织造材料的产品品种，也可以拓展其应用领域。如熔喷、纺粘两种技术的融合在非织造布工业的发展中得到了广泛的认可, 两者的结合对于熔喷技术的发展起到了极大的推动作用。其中SMS 复合技术中的熔喷生产技术是熔喷法非织造布技术的最新技术，并成为先进熔喷技术的发展方向。同时，在熔喷设备方面已有很大的发展，采用多喷头技术以及特殊结构的喷嘴，使单一的聚合物原料、圆截面纺丝发展为多种原料复合熔喷、异性截面纤维纺丝等，而且还可提高熔喷产量[10]。如采用具有特殊结构的波形喷嘴或者叠片式熔喷模头，不仅可以获得纳米级纤维，而且极有可能会成为熔喷技术的发展方向。