熔噴法非織造布的應用及發(fā)展前景

孫鏡姍 張 爽 霍雨心 宋思慧

（遼東學院，遼寧丹東118000）

一、熔噴法非織造布生產(chǎn)的國內(nèi)外現(xiàn)狀

熔噴法生產(chǎn)的非織造布別名為熔噴布、熔噴無紡布，是口罩的“心臟”、口罩中間的過濾層,能過濾細菌，阻止病菌傳播。熔噴布是一種以高熔融指數(shù)的聚丙烯為主要原料、纖維直徑在2 微米左右的超細靜電纖維布。它的纖維直徑只有口罩外層纖維直徑的十分之一，可以有效捕捉粉塵。含有病毒的飛沫靠近熔噴布后，也會被靜電吸附在表面，無法透過，因此是生產(chǎn)過濾功能口罩的必要原料。[1]

美國海軍研究所于1954 年研究氣流噴射法紡絲時，紡得了極細的纖維，其直徑在5μm 以下，并制得由該種超細纖維組成的非織造布。之后，一些相關(guān)的專利隨之出現(xiàn)。20 世紀70 年代后期，美國Exxon Mobil 公司將此技術(shù)轉(zhuǎn)為民用，使得熔噴法非織造布技術(shù)得到飛速發(fā)展，進入了嶄新的階段。由于BiaxFiberfilm、Exxon Mobil、和ACCURATE Products 等公司在熔噴技術(shù)的發(fā)展與進步方面作出的巨大貢獻，致使目前已出現(xiàn)與熔噴技術(shù)及其產(chǎn)品有關(guān)的專利大約有320 多項。

我國對熔噴技術(shù)的研究也較早，20 世紀50年代末，中國核工業(yè)二院、北京化工研究院等科研機構(gòu)開始了這方面的研究；20 世紀80 年代，中國紡織大學研制出了間隙式熔噴法非織造布生產(chǎn)線。20 世紀90 年代初，北京化工研究院、中國紡織大學、北京超綸公司等單位設計出的熔噴設備在國內(nèi)投產(chǎn)了近百臺。當時熔噴非織造布主要用于電池隔板、過濾材料、吸油材料等領(lǐng)域，由于國內(nèi)市場的局限, 熔噴布的市場開發(fā)在較長時間內(nèi)一直發(fā)展的較慢[2]。

二、熔噴法非織造技術(shù)

1.熔噴工藝原理

熔噴法非織造布生產(chǎn)技術(shù)是一種高聚物直接成網(wǎng)技術(shù)。如圖1 所示棉噴工藝紡絲原理是將聚合物熔體從模頭噴絲孔中均勻擠出，形成熔體溪流，加熱的控伸空氣從模頭的噴絲孔兩側(cè)的風道（也稱氣道、風刀）中高速噴出，對聚合物熔體細流進行拉伸。牽伸之后,冷卻空氣在模頭下方一定位置從兩側(cè)補入，起到使纖維冷卻結(jié)晶的作用，另外在冷卻空氣裝置下方也可以設置噴霧裝置，進一步對纖維進行快速冷卻。在接收裝置的成網(wǎng)簾下方安裝真空抽吸裝置，使經(jīng)過高速氣流拉伸成形的超細纖維均勻地收集在接收裝置的成網(wǎng)簾（或滾筒）上，依靠自身粘合或其他加固方法成為熔噴布非織造材料[3]。

圖1 熔噴紡絲原理

2.工藝流程

熔噴法非織造布生產(chǎn)技術(shù)的工藝流程是，1.通過螺桿擠出機將高聚物樹脂擠壓熔融塑化；2.經(jīng)由計量泵精確計量之后，再由噴絲組件送出；3.在高速高壓熱空氣流的作用下牽伸成超細纖維；4.在收集裝置上形成熔噴非織造布[4]。

三、熔噴法非織造布的應用領(lǐng)域

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合，應用于口罩生產(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。國內(nèi)目前則剛剛開始應用并得到廣泛推廣。在2003 年非典期間，熔噴非織造布在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)發(fā)揮了重要作用?，F(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（特別是發(fā)達國家）已把熔噴布作為國家儲備物資。

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.過濾材料

熔噴布的纖維直徑能達到1～2 μm，且排列是隨機分布的，具有-定的雜亂性，這種結(jié)構(gòu)使其具有更大的比表面積、更小的孔徑,可以制作品質(zhì)非常高的過濾材料, 主要應用于空氣過濾、水過濾、油過濾、油水分離等諸多領(lǐng)域。如果通過靜電駐極處理，作為過濾材料其效果更好。

4.吸油材料

由于熔噴布主要原料不吸水，但卻有很好的親油性，以及熔噴布具有孔率高且比表面積大的特點,所以熔噴布具有很好的吸油性能。經(jīng)過實驗測得，它可以吸收比自身重量大17！20 倍的油脂，可做成吸油氈、吸油濾芯等應用在油水分離、環(huán)境保護、港口環(huán)保以及海洋輪船事故處理當中。

四、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)展為多種原料復合熔噴、異性截面纖維紡絲等，而且還可提高熔噴產(chǎn)量[10]。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。