医用口罩的核心材料——“熔喷布”的探索

熔喷法非织造布技术进展及熔喷布的用途探索

随着我国经济的不断发展,我国轻工业近年来取得了巨大进步。纺织工业是我国轻工业中的重要组成部分,然而在很长一段时间里,我国的纺织工业存在着生产工艺落后、资源浪费大、生产效率低等问题,非常不利于实现现代化工业生产。

熔喷法在20年前是一种新型纺织技术,因为具有流程短、成本低、原材料多的优点,因此被应用在了各大纺织企业中。近年来,我国的熔喷技术取得了非常大的科研成果。由于熔喷法非织造布具有良好的工业用途,我国对熔喷法技术进行了深入的开发和研究。熔喷布具有良好的气密性、保暖性、吸油性,所以被广泛应用在卫生医疗、纺织保暖、过滤材料、吸油材料等领域。

医用口罩的核心材料——“熔喷布”的探索

熔喷法最初是由美国海军研究所在1954年进行气流喷射纺丝研究时发现的技术,美国海军研究所制造出了直径为5um的极细纤维。在20世纪70年代,美国Exxon Mobil公司对熔喷法技术进行了改进,并将这种技术转化为民用。


医用口罩的核心材料——“熔喷布”的探索


目前有两种典型的熔喷模头结构,其中一种喷头是由Exxon公司设计制程的,喷头由坡口角度为30度到90度的鼻型模头尖与喷丝孔和两个气闸组成。另一种喷头是由Biax 公司设计制程的具有多排纺丝喷嘴和同心气孔组成,能够确保又好又快地进行生产。  


医用口罩的核心材料——“熔喷布”的探索


在20世纪50年代,我国核工业二院、北京化工研究院就已经开始研究熔喷技术。在20世纪80年代,我国就已经能够用间隙式熔喷法生产非织造布。十年后,我国自行研制出了近百台熔喷设备,有力地促进了我国熔喷法非织造布技术的进步。但是我国当时的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,因为熔喷布的市场占有率较小,我国的熔喷技术发展比较缓慢。


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我国在2003年的非典防治期间,就将熔喷法非织造布大量应用于医疗卫生领域,让疾病的蔓延和肆虐得到了很好的控制。正是由于熔喷布的各种优点,我国开始重视起该技术,并且决定将熔喷法非织造布设定为国家战略物资进行储备,以备不时之需。  

2006年我国已具备能力幅宽2400mm的熔喷生产,该技术的成功标志着我国实现了熔喷生产的国产化,有利于促进纺粘熔喷复合技术的发展。不久之后,我国的一些企业陆续引进了多条连续熔喷生产线,使我国能够实现连续熔喷作业的生产线增加到了很大提升。  

医用口罩的核心材料——“熔喷布”的探索

熔喷法非织造布的生产流程一般是由聚合物溶入、熔融排出、过滤计量、喷丝成网、卷取加工等一系列操作组成,熔喷布会在特定的收集装置上形成。通过对聚合物树脂用热风进行加热,然后将这些树脂放入熔体分配腔,在整流之后将其流入纺丝熔体池中为了保障放入适量的聚合树脂,可以用计量泵进行精确的测量,然后再将其放入纺丝熔体池中。其在高速热风的喷射拉伸作用下,喷丝组件可以将聚合树脂处理成宽幅一致、分布均匀的丝束纤维。在具体的熔喷作业过程中,纺丝熔体池底部一般都有一些微孔,微孔的直径一般都很小,都保持在0.3mm到0.4mm之间。喷丝组件与气刀之间还有一种特殊的气腔,能够保障热风气流以接近音速的速度喷射,将从微孔中出来的熔体迅速拉伸成为超细纤维。  

  经过拉伸的超细纤维,在喷射气流的作用下能够迅速扩散。在抽吸风的作用下,这些纤维利用自己的余热粘合作用均匀地铺在收集装置上。如果想要得到不同规格的熔喷非织造布,可以通过调节收集装置的速度与计量泵的速度来实现这个目的。


医用口罩的核心材料——“熔喷布”的探索


  熔喷法成布是通过螺杆挤出机对高聚树脂进行挤压塑性塑化之后,再将其精确计量后送给喷丝组件,利用热风气流的高温下的拉伸作用将其拉伸成超细纤维的过程,就是熔喷法非织造布的成布过程。非织造布最后会在收集装置上形成,如果想要得到不同类型的非织造布,可以调节生产装置来轻松实现。聚丙烯、聚酯、聚酰胺等化工聚合材料,都是熔喷法进行非织造布生产的各种原料。由于熔喷布具有良好的过滤性、屏蔽性、绝热线、吸油性等特点,因此熔喷法非织造布应用范围非常广泛,总体来说今天的熔喷布在医疗卫生领域的应用就越加突出其中特质的优越性 。

 

熔喷布是制造医疗口罩的主要材料,该口罩能够阻止细菌的穿透,并具有良好的气密性和舒适的手感。由熔喷布制成的医疗口罩结实耐用,穿戴方便,并且容易储存运输,可以大大减少工作人员的护理工作量。熔喷布口罩被广泛应用于医疗卫生领域,目前已经研发出了各种由熔喷布材料制成的绷带、急救包、止血带、纸尿裤、妇女卫生巾等产品。  

医用口罩的核心材料——“熔喷布”的探索

为了能够更好地提高我国人民的生活水平,特别是经过此次疫情之后,更加加大了轻工业的发展,以此来改善人民的生活条件。纺织工业作为和我国人民生活最息息相关的产业,必须实现高效、低损耗、低污染的生产模式。现在的中国是全球最大的无纺布生产国,2018年的无纺布生产量约394万吨,但熔喷无纺布的产量还是很低。据中国产业用纺织品行业协会统计,中国非织造布行业的生产工艺以纺粘为主。2018年,纺粘非织造布的产量为297.12万吨,在非织造布总产量中占比达50%,主要应用于卫生材料等领域;熔喷工艺占比仅为0.9%。2018年,国内熔喷非织造布的产量为5.35万吨/年,其中中国熔喷法非织造布生产能力达到83240t/a,实际产量为53523t/a上。这些熔喷布不仅用于口罩,还用于环境保护材料、服装材料、电池隔膜材料、擦拭材料等。经过此次疫情之后,现在很多公司、企业都是在国家政策倾斜之下,自发的对该领域进行了自我调整和扩能扩产,就像包括国企中国石化等企业一样,自发的在熔喷布这一领域进行了多层面、多技术方面的扩能扩产,并迅速的将产品生产出来并投入到市场,我相信在现在的熔喷布领域,中国的世界占比将进一步提升,不光避免了国际方面对中国熔喷布方面的突破,而且是积极地参与了该领域的竞争和供给。

医用口罩的核心材料——“熔喷布”的探索

熔喷法非织造布就是这样一种新型纺织技术,其具有流程短、成本少、原料多的优点。熔喷法非织造布被广泛应用在各行业领域,熔喷布不仅可以作为保暖防寒材料等领域来使用,而且在医疗卫生领域已经成为了不可或缺的产品。


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