熔噴法非織造布的應用及發展前景

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的國內外現狀

熔噴法生產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，一些相關的專利隨之出現。20 世紀70 年代后期，美國Exxon Mobil 公司將此技術轉為民用，使得熔噴法非織造布技術得到飛速發展，進入了嶄新的階段。由于BiaxFiberfilm、Exxon Mobil、和ACCURATE Products 等公司在熔噴技術的發展與進步方面作出的巨大貢獻，致使目前已出現與熔噴技術及其產品有關的專利大約有320 多項。

我國對熔噴技術的研究也較早，20 世紀50年代末，中國核工業二院、北京化工研究院等科研機構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投產了近百臺。當時熔噴非織造布主要用于電池隔板、過濾材料、吸油材料等領域，由于國內市場的局限, 熔噴布的市場開發在較長時間內一直發展的較慢[2]。

二、熔噴法非織造技術

1.熔噴工藝原理

熔噴法非織造布生產技術是一種高聚物直接成網技術。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補入，起到使纖維冷卻結晶的作用，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。在接收裝置的成網簾下方安裝真空抽吸裝置，使經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技術的工藝流程是，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域

1.醫療衛生

用熔噴法非織造布代替傳統紡織產品與紡粘法非織造布復合，應用于口罩生產，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，提供最佳的手術環境；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、接生包等應用于醫療行業，以及婦女衛生巾、尿布等衛生領域。國內目前則剛剛開始應用并得到廣泛推廣。在2003 年非典期間，熔噴非織造布在醫療衛生行業發揮了重要作用?，F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，目前國內外已大量使用，市場占有率增長速度也較快。經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，這種結構使其具有更大的比表面積、更小的孔徑,可以制作品質非常高的過濾材料, 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、環境保護、港口環保以及海洋輪船事故處理當中。

四、熔噴布的發展前景

在各種非織造布加工技術不斷發展的情況下，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、復合化的方向發展已經成為當前非織造布發展的一個主流趨勢，特別是各工藝之間的復合技術越來越受到大家的關注。與其他非織造工藝的結合，既可以擴大熔噴非織造材料的產品品種，也可以拓展其應用領域。如熔噴、紡粘兩種技術的融合在非織造布工業的發展中得到了廣泛的認可, 兩者的結合對于熔噴技術的發展起到了極大的推動作用。其中SMS 復合技術中的熔噴生產技術是熔噴法非織造布技術的最新技術，并成為先進熔噴技術的發展方向。同時，在熔噴設備方面已有很大的發展，采用多噴頭技術以及特殊結構的噴嘴，使單一的聚合物原料、圓截面紡絲發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量[10]。如采用具有特殊結構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的發展方向。