熔喷非织造布工艺与性能的关系

郭琳琳

山东天风新材料有限公司 山东滨州 256500

目前，市场上出现并被人们广泛使用的纤维过滤材料主要有机织物过滤材料和非织造布过滤材料两大类。非织造过滤材料是直接由纤维经非织造工艺加工而成的，具有孔隙小且多、孔隙分布均匀、过滤阻力小、过滤效率高等特点。过滤材料的结构，包括材料厚度、面密度、纤维直径、孔隙率等对其透气性和过滤性能起着决定作用，而决定过滤材料结构的是其生产工艺参数。

1 熔喷工艺原理

聚合物（PP切片）或其他原料山输送装置送入计量混合装置，经过计量、混合后，进入螺杆压机加热熔融成为熔体。再经过过滤去杂质，进入纺丝泵（计量泵）计量加压后，即成为压力稳定、流量稳定、分布均匀的熔体，这些高温熔体进入纺丝箱后，由其内部的熔体通道均匀分配至纺丝组件（熔喷头）。

另一方面，由空气压缩机或风机产生的压力气体进入空气加热器后，便成为高温的牵伸气流，由管道送入纺丝箱内的牵伸气流通道，然后山布置在喷丝板组件两侧的通道对着从熔喷头喷出的熔体喷射，熔体在这种高温、高速气流的作用下被牵伸成细度仅为1-5um（实际上纤维的细度呈现对数正态分布，其范围一般在0.3-7um之间）的细丝[1]。与此同时，这些超细尺寸的纤维被牵伸气流拉断为长度约为40-75mm的短纤维。

牵伸气流挟持着这些牵伸的短纤维落在成网机之前，虽然已被周围的环境空气（或人为的冷却气流）冷却降温，但仍然能依靠牵伸气流的热量及本身的余热在成网装置上互相粘合缠结，形成一张连续纤网。为了防止牵伸气流将纤网吹散，在网下设置了吸风系统，可以将牵伸气流及周围环境一定范围内的气流抽走，使纤网贴在成网帘上定型、传输。

从成网机过来的纤网可用卷绕机卷绕、分切，成为熔喷布产品。

2 性能测试

2.1 厚度和面密度测试

厚度测试参考FZ/T60004《非织造布厚度测试方法》，实验设备选用YG141N数字式厚度测试仪。为了减小由于试样厚度不均匀造成的测试结果误差，对每个试样均进行10次测试，计算平均厚度。

2.2 孔径大小测试

孔径大小测试参考ASTME1294-1989《用自动液体孔率计检验薄膜过滤器的孔径特性的测试方法》和ASTMF316-2003《用起泡点和平均流动孔隙试验对膜过滤器孔隙尺寸性能的试验方法》测试标准，实验仪器选用（Pore Size Meter）PSM165孔径测试仪[2]。采用的液体介质是具有良好浸润性的Topas液体，表面张力为16.8mN/m；试样尺寸约为2.5cm*2.5cm。

2.3 透气性测试

透气性测试参考GB/T13764-1992《土工布透气性的测试方法》，实验设备选用YG461E-III全自动透气量仪。

3 熔喷非织造布的新应用

3.1 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。另外，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，许多国家已把熔喷布作为国家储备物资。

3.2 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]。

4 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。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。

5 结语

随着熔喷非织造技术和相关市场的日趋成熟，其原料的可降解性及其产品的可循环利用性越来越引起人们的关注。因此，寻找可生物降解的熔喷原料成为近年来研究者和技术人员关注的热点。为了更高效、更便捷地生产熔喷非织造产品，对熔喷设备进行改进也是必要的。