醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索

熔噴法非織造布技術進展及熔噴布的用途探索

隨著我國經濟的不斷髮展,我國輕工業近年來取得了巨大進步。紡織工業是我國輕工業中的重要組成部分,然而在很長一段時間裡,我國的紡織工業存在著生產工藝落後、資源浪費大、生產效率低等問題,非常不利於實現現代化工業生產。

熔噴法在20年前是一種新型紡織技術,因為具有流程短、成本低、原材料多的優點,因此被應用在了各大紡織企業中。近年來,我國的熔噴技術取得了非常大的科研成果。由於熔噴法非織造布具有良好的工業用途,我國對熔噴法技術進行了深入的開發和研究。熔噴布具有良好的氣密性、保暖性、吸油性,所以被廣泛應用在衛生醫療、紡織保暖、過濾材料、吸油材料等領域。

醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索

熔噴法最初是由美國海軍研究所在1954年進行氣流噴射紡絲研究時發現的技術,美國海軍研究所製造出了直徑為5um的極細纖維。在20世紀70年代,美國Exxon Mobil公司對熔噴法技術進行了改進,並將這種技術轉化為民用。


醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索


目前有兩種典型的熔噴模頭結構,其中一種噴頭是由Exxon公司設計製程的,噴頭由坡口角度為30度到90度的鼻型模頭尖與噴絲孔和兩個氣閘組成。另一種噴頭是由Biax 公司設計製程的具有多排紡絲噴嘴和同心氣孔組成,能夠確保又好又快地進行生產。  


醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索


在20世紀50年代,我國核工業二院、北京化工研究院就已經開始研究熔噴技術。在20世紀80年代,我國就已經能夠用間隙式熔噴法生產非織造布。十年後,我國自行研製出了近百臺熔噴設備,有力地促進了我國熔噴法非織造布技術的進步。但是我國當時的熔噴非織造布主要用於電池隔板、過濾材料、吸油材料等領域,因為熔噴布的市場佔有率較小,我國的熔噴技術發展比較緩慢。


醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索

我國在2003年的非典防治期間,就將熔噴法非織造布大量應用於醫療衛生領域,讓疾病的蔓延和肆虐得到了很好的控制。正是由於熔噴布的各種優點,我國開始重視起該技術,並且決定將熔噴法非織造佈設定為國家戰略物資進行儲備,以備不時之需。  

2006年我國已具備能力幅寬2400mm的熔噴生產,該技術的成功標誌著我國實現了熔噴生產的國產化,有利於促進紡粘熔噴複合技術的發展。不久之後,我國的一些企業陸續引進了多條連續熔噴生產線,使我國能夠實現連續熔噴作業的生產線增加到了很大提升。  

醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索

熔噴法非織造布的生產流程一般是由聚合物溶入、熔融排出、過濾計量、噴絲成網、卷取加工等一系列操作組成,熔噴佈會在特定的收集裝置上形成。通過對聚合物樹脂用熱風進行加熱,然後將這些樹脂放入熔體分配腔,在整流之後將其流入紡絲熔體池中為了保障放入適量的聚合樹脂,可以用計量泵進行精確的測量,然後再將其放入紡絲熔體池中。其在高速熱風的噴射拉伸作用下,噴絲組件可以將聚合樹脂處理成寬幅一致、分佈均勻的絲束纖維。在具體的熔噴作業過程中,紡絲熔體池底部一般都有一些微孔,微孔的直徑一般都很小,都保持在0.3mm到0.4mm之間。噴絲組件與氣刀之間還有一種特殊的氣腔,能夠保障熱風氣流以接近音速的速度噴射,將從微孔中出來的熔體迅速拉伸成為超細纖維。  

  經過拉伸的超細纖維,在噴射氣流的作用下能夠迅速擴散。在抽吸風的作用下,這些纖維利用自己的餘熱粘合作用均勻地鋪在收集裝置上。如果想要得到不同規格的熔噴非織造布,可以通過調節收集裝置的速度與計量泵的速度來實現這個目的。


醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索


  熔噴法成布是通過螺桿擠出機對高聚樹脂進行擠壓塑性塑化之後,再將其精確計量後送給噴絲組件,利用熱風氣流的高溫下的拉伸作用將其拉伸成超細纖維的過程,就是熔噴法非織造布的成布過程。非織造布最後會在收集裝置上形成,如果想要得到不同類型的非織造布,可以調節生產裝置來輕鬆實現。聚丙烯、聚酯、聚酰胺等化工聚合材料,都是熔噴法進行非織造布生產的各種原料。由於熔噴布具有良好的過濾性、屏蔽性、絕熱線、吸油性等特點,因此熔噴法非織造布應用範圍非常廣泛,總體來說今天的熔噴布在醫療衛生領域的應用就越加突出其中特質的優越性 。

 

熔噴布是製造醫療口罩的主要材料,該口罩能夠阻止細菌的穿透,並具有良好的氣密性和舒適的手感。由熔噴布製成的醫療口罩結實耐用,穿戴方便,並且容易儲存運輸,可以大大減少工作人員的護理工作量。熔噴布口罩被廣泛應用於醫療衛生領域,目前已經研發出了各種由熔噴布材料製成的繃帶、急救包、止血帶、紙尿褲、婦女衛生巾等產品。  

醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索

為了能夠更好地提高我國人民的生活水平,特別是經過此次疫情之後,更加加大了輕工業的發展,以此來改善人民的生活條件。紡織工業作為和我國人民生活最息息相關的產業,必須實現高效、低損耗、低汙染的生產模式。現在的中國是全球最大的無紡布生產國,2018年的無紡布生產量約394萬噸,但熔噴無紡布的產量還是很低。據中國產業用紡織品行業協會統計,中國非織造布行業的生產工藝以紡粘為主。2018年,紡粘非織造布的產量為297.12萬噸,在非織造布總產量中佔比達50%,主要應用於衛生材料等領域;熔噴工藝佔比僅為0.9%。2018年,國內熔噴非織造布的產量為5.35萬噸/年,其中中國熔噴法非織造布生產能力達到83240t/a,實際產量為53523t/a上。這些熔噴布不僅用於口罩,還用於環境保護材料、服裝材料、電池隔膜材料、擦拭材料等。經過此次疫情之後,現在很多公司、企業都是在國家政策傾斜之下,自發的對該領域進行了自我調整和擴能擴產,就像包括國企中國石化等企業一樣,自發的在熔噴布這一領域進行了多層面、多技術方面的擴能擴產,並迅速的將產品生產出來並投入到市場,我相信在現在的熔噴布領域,中國的世界佔比將進一步提升,不光避免了國際方面對中國熔噴布方面的突破,而且是積極地參與了該領域的競爭和供給。

醫用口罩的核心材料——“熔噴布”的探索

熔噴法非織造布就是這樣一種新型紡織技術,其具有流程短、成本少、原料多的優點。熔噴法非織造布被廣泛應用在各行業領域,熔噴布不僅可以作為保暖防寒材料等領域來使用,而且在醫療衛生領域已經成為了不可或缺的產品。


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