紡粘熔噴復(fù)合無(wú)紡布工藝及檢驗(yàn)方法

紡粘熔噴復(fù)合無(wú)紡布工藝及檢驗(yàn)方法第一章：生產(chǎn)工藝及技術(shù)說(shuō)明簡(jiǎn)介非織造布是指定向或隨機(jī)排列的纖維通過(guò)摩擦、抱合或粘合或者這些方法的組合而相互結(jié)合制成的片狀物、纖網(wǎng)或絮墊，不包括紙、機(jī)織物、簇絨織物，帶有縫編紗線(xiàn)的縫編織物以及濕法縮絨的氈制品。所用的纖維可以是天然纖維或化學(xué)纖維，可以是短纖維、長(zhǎng)絲或當(dāng)場(chǎng)形成成的纖維狀物。工程實(shí)踐中，非織造布通常是指纖維通過(guò)梳理方法或聚合物熔體通過(guò)紡絲方法，形成需要的層網(wǎng)狀產(chǎn)品，然后通過(guò)熱黏合、水刺或針刺等加固方法而形成需要的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程。在實(shí)際應(yīng)用中，有很多種非織造布成網(wǎng)工藝，每一種成網(wǎng)工藝往往還有多種纖網(wǎng)固結(jié)方法，而不同的成網(wǎng)工藝與不同的纖網(wǎng)固結(jié)方式組合，便產(chǎn)生了種類(lèi)繁多的非織造產(chǎn)品。根據(jù)成網(wǎng)的工藝，可以分為紡絲成網(wǎng)、氣流成網(wǎng)、梳理成網(wǎng)、靜電紡、閃蒸法、濕法等；根據(jù)纖維網(wǎng)所用固結(jié)工藝，可以分為熱軋固結(jié)、水刺固結(jié)、針刺固結(jié)、熱風(fēng)固結(jié)、化學(xué)粘合固結(jié)、自粘合固結(jié)等。紡粘法和熔噴法是常見(jiàn)的無(wú)紡布工藝。紡粘法是指將聚合物熔體通過(guò)紡絲孔眼噴出，形成纖維狀物，再通過(guò)牽伸、定向、熱定型等工藝形成無(wú)紡布；熔噴法是指將聚合物熔體通過(guò)高速氣流噴出，形成微米級(jí)的纖維狀物，通過(guò)收集器收集后，再通過(guò)熱定型等工藝形成無(wú)紡布。紡粘法和熔噴法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)產(chǎn)品的具體要求選擇合適的工藝。SMS、SMMS、SSMMMS復(fù)合無(wú)紡布是一種由不同纖維材料組成的復(fù)合材料，具有防水、透氣、防靜電等多種功能。復(fù)合無(wú)紡布的制備方式有多種，如熱軋復(fù)合、熱風(fēng)復(fù)合、粘合復(fù)合等，每種方式都有其特點(diǎn)和適用范圍。無(wú)紡布的產(chǎn)品質(zhì)量管理檢測(cè)項(xiàng)目包括熔指檢測(cè)、克重檢測(cè)、防水性檢測(cè)（靜水壓法）、靜電衰減檢測(cè)、斷裂強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率檢測(cè)、耐磨性測(cè)試（馬丁代爾法）、滲水性檢測(cè)（噴淋沖擊法）、透氣性能檢測(cè)、滲透性能檢測(cè)（親水性）、均勻度、幅寬、卷長(zhǎng)、卷重等。這些檢測(cè)項(xiàng)目可以有效地保證產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，滿(mǎn)足客戶(hù)的需求和要求。無(wú)紡布是一種新型材料，根據(jù)使用材料的不同，可以分為丙綸、滌綸、錦綸、粘膠纖維、腈綸、乙綸和氯綸等。根據(jù)應(yīng)用要求，無(wú)紡布又可分為一次性應(yīng)用型和耐用型兩大類(lèi)。水刺工藝是將高壓微細(xì)水流噴射到一層或多層纖維網(wǎng)上，使纖維相互纏結(jié)在一起，從而使纖網(wǎng)得以加固而具備一定強(qiáng)力。熱粘合無(wú)紡布是在纖網(wǎng)中加入纖維狀或粉狀熱熔粘合加固材料，纖網(wǎng)再經(jīng)過(guò)加熱熔融冷卻加固成布。氣流成網(wǎng)無(wú)紡布采用氣流成網(wǎng)技術(shù)將木漿纖維板開(kāi)松成單纖維狀態(tài)，然后用氣流方法使纖維凝集在成網(wǎng)簾上，纖網(wǎng)再加固成布。濕法無(wú)紡布是將置于水介質(zhì)中的纖維原料開(kāi)松成單纖維，同時(shí)使不同纖維原料混合，制成纖維懸浮漿，懸浮漿輸送到成網(wǎng)機(jī)構(gòu)，纖維在濕態(tài)下成網(wǎng)再加固成布。紡粘無(wú)紡布是在聚合物已被擠出、拉伸而形成連續(xù)長(zhǎng)絲后，長(zhǎng)絲鋪設(shè)成網(wǎng)，纖網(wǎng)再經(jīng)過(guò)自身粘合、熱粘合、化學(xué)粘合或機(jī)械加固方法，使纖網(wǎng)變成無(wú)紡布。熔噴無(wú)紡布的工藝過(guò)程是聚合物喂入、熔融擠出、纖維形成、纖維冷卻、成網(wǎng)和加固成布。針刺無(wú)紡布是利用刺針的穿刺作用，將蓬松的纖網(wǎng)加固成布?？p編無(wú)紡布是利用經(jīng)編線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)對(duì)纖網(wǎng)、紗線(xiàn)層、非紡織材料進(jìn)行加固，以制成無(wú)紡布。親水無(wú)紡布主要用于醫(yī)療衛(wèi)生材料的生產(chǎn)，以取得更好的手感和不刮傷皮膚。紡粘法是一種制備無(wú)紡布的工藝，其原理是將聚合物擠出、拉伸，形成連續(xù)長(zhǎng)絲后，長(zhǎng)絲鋪設(shè)成網(wǎng)，纖網(wǎng)再經(jīng)過(guò)自身粘合、熱粘合、化學(xué)粘合或機(jī)械加固方法，使纖網(wǎng)變成無(wú)紡布。丙綸和滌綸都是聚合物，通過(guò)大螺桿高溫熔融擠出、過(guò)濾器、計(jì)量泵、紡絲、冷卻、氣流牽引、網(wǎng)簾成網(wǎng)、上下壓輥、軋機(jī)熱軋、卷繞、倒布分切、稱(chēng)重包裝、成品入庫(kù)等工藝流程制成無(wú)紡布。紡粘無(wú)紡布的主要用途是無(wú)紡布袋、無(wú)紡布包裝等，而熔噴法非織造布主要應(yīng)用于醫(yī)療材料、過(guò)濾材料、服裝材料、電池隔膜材料等。熔噴法非織造布的工藝原理是利用高速熱空氣對(duì)模頭噴絲擠出的聚合物熔體細(xì)流進(jìn)行牽伸，由此形成超細(xì)纖維并凝聚在凝網(wǎng)簾或滾筒上，并依靠自身粘合而成的非織造布。熔噴法非織造布的特點(diǎn)之一是纖維細(xì)度較小，通常小于10μm，大多數(shù)纖維細(xì)度在1—4μm。然而，從熔噴模頭噴絲孔到接收裝置的整條紡絲線(xiàn)上各種作用力無(wú)法保持平衡，使熔噴纖維細(xì)度大小不一。相比之下，紡粘法非織造布纖網(wǎng)中纖維直徑的均勻度明顯好于熔噴纖維，因?yàn)榧徴彻に囍?，紡絲工藝條件是穩(wěn)態(tài)的，牽伸和冷卻條件變化波動(dòng)較小。此外，熔噴纖維的結(jié)晶度和取向度比紡粘法的小，因此熔噴纖維的強(qiáng)度較差，故纖網(wǎng)的強(qiáng)力也較差。熔噴法非織造布的強(qiáng)度較弱，因此其實(shí)際應(yīng)用主要是利用其超細(xì)纖維的特點(diǎn)。與紡粘法相比，熔噴法的纖維長(zhǎng)度較短，纖維強(qiáng)度較低，但纖維細(xì)度更細(xì)。復(fù)合無(wú)紡布通常采用SMS、SMMS、SSMMMS等工藝。熔噴法非織造布具有均度好、過(guò)濾效率高或阻隔能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但力學(xué)性能差，延伸小，不耐磨。而紡粘法非織造布的強(qiáng)力大、耐磨性好，但均勻度和過(guò)濾精度較低。因此，將兩者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合可以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果，使產(chǎn)品既具有較好的過(guò)濾、阻隔作用而又有良好的透氣性。SMS復(fù)合非織造布的生產(chǎn)方法有多種，主要包括一步法、兩步法、一步半法等。一步法SMS復(fù)合非織造布生產(chǎn)工藝也稱(chēng)為在線(xiàn)復(fù)合工藝，或直接由熔體紡絲成網(wǎng)復(fù)合工藝；兩步法SMS復(fù)合非織造布生產(chǎn)工藝或一步半法SMS復(fù)合非織造布生產(chǎn)工藝屬于離線(xiàn)復(fù)合工藝。無(wú)論采用哪種工藝，SMS復(fù)合非織造布產(chǎn)品均由三層及三層以上纖網(wǎng)疊合而成?！耙徊椒ā盨MS復(fù)合非織造布生產(chǎn)工藝是一種將聚合物直接紡絲成網(wǎng)，再通過(guò)固結(jié)方法將三層纖網(wǎng)疊合成SMS產(chǎn)品的工藝。產(chǎn)品的均勻度是該產(chǎn)品的基本性能指標(biāo)，而透氣性或阻隔性是醫(yī)療衛(wèi)生產(chǎn)品必須具備的基本功能。M層纖網(wǎng)的線(xiàn)密度、均勻性及定量對(duì)透氣性或阻隔性有影響，而S層則起到保護(hù)和加強(qiáng)作用。M層的比重越大，定量越大或?qū)訑?shù)越多，其靜水壓或阻隔性能也越好，而S層的均度越好，纖度越小，則其對(duì)M層的支撐、保護(hù)作用也越明顯。“兩步法步法”SMS復(fù)合非織造布生產(chǎn)工藝是一種離線(xiàn)疊層加工復(fù)合生產(chǎn)技術(shù)，關(guān)鍵在于三種不同的非織造布在恒張力下均勻（退）卷和均勻展開(kāi)。在放卷時(shí)需要使三層布保持同步，同時(shí)保持合適的張緊力及在橫向自然展開(kāi)，以防止重疊后出現(xiàn)皺褶，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。最終通過(guò)固結(jié)工藝復(fù)合。該工藝特點(diǎn)是離線(xiàn)疊層加工，可以更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量，但相對(duì)于“一步法”工藝，工藝復(fù)雜度較高。在加工過(guò)程中，由于SMS產(chǎn)品需要進(jìn)行兩次熱軋，導(dǎo)致軋點(diǎn)出現(xiàn)不規(guī)則的花紋，從而減少了產(chǎn)品的透氣面積和透氣量。如果軋點(diǎn)錯(cuò)位，兩步法的軋點(diǎn)面積可能會(huì)比一步法大一倍，導(dǎo)致產(chǎn)品透氣性變差，不同位置的透氣性也會(huì)出現(xiàn)差異。同時(shí)，在兩步法生產(chǎn)工藝中，纖維再次加熱和軋點(diǎn)面積增加會(huì)導(dǎo)致SMS產(chǎn)品的強(qiáng)度增加，但也會(huì)使產(chǎn)品變得脆且手感粗硬。因此，兩步法適合生產(chǎn)定量較大的產(chǎn)品，并不適合直接與皮膚接觸的使用領(lǐng)域。但如果熔噴層的定量較大，可以用于建筑隔音、隔熱、汽車(chē)內(nèi)飾等材料。一步半法生產(chǎn)工藝本質(zhì)上也是兩步法，但其第一步是制成部分或全部原布料，第二步再進(jìn)行復(fù)合。其中一層或兩層纖網(wǎng)直接紡絲成網(wǎng)。這種工藝適用于小批量實(shí)驗(yàn)性生產(chǎn)。兩種不同工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品有所差異。一步法只能采用SB和MB工藝，改變的僅是原材料的品種和比例。而兩步法則更加靈活，除了可以復(fù)合不同材質(zhì)的原料布以外，還可以復(fù)合使用不同生產(chǎn)工藝或原料的其他產(chǎn)品。由于受原料布最小定量限制，兩步法生產(chǎn)的產(chǎn)品總定量一般都在30g/㎡以上，而一步法則不受限制，最小定量可在10g/㎡或更小。因此，兩種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也有所差異。另外，雙組分型非織造布的生產(chǎn)工藝存在一個(gè)缺點(diǎn)。由于紡粘布和熔噴布的斷裂伸長(zhǎng)率相差很大，如果放卷速度或張力控制不當(dāng)，熔噴布在橫向容易出現(xiàn)肉眼難以觀察到的不同程度的斷裂現(xiàn)象。在出現(xiàn)斷裂的部位，產(chǎn)品的阻隔性能將嚴(yán)重下降，對(duì)深加工產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響。特別是當(dāng)制品用于醫(yī)療、防護(hù)領(lǐng)域時(shí)，會(huì)存在安全隱患。這是在生產(chǎn)加工及使用過(guò)程中需要關(guān)注的問(wèn)題。雙組分型非織造布采用兩種不同的原料纖維制造，形成的纖網(wǎng)具有功能性。其生產(chǎn)流程與普通的生產(chǎn)線(xiàn)相同，不同之處在于每個(gè)紡絲系統(tǒng)配備了兩套原料處理、輸送、計(jì)量、混合裝置、螺桿擠壓機(jī)、熔體過(guò)濾器、熔體管道、紡絲泵等設(shè)備，并使用雙組分紡絲箱及雙組分噴絲板組件。雙組分纖維的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)也是其獨(dú)特之處。雙組分纖維的結(jié)構(gòu)和截面形狀有很多，兩個(gè)組分分配的比例也多種多樣，使其具有單組份纖維無(wú)法具備的特點(diǎn)。皮芯型纖維常用符號(hào)“S/C”表示，是英文Sheath/Core的首個(gè)字母縮寫(xiě)，其截面形狀有同心型、偏心型、異型等形式。皮芯型纖維常用于熱粘合型產(chǎn)品。由于纖維皮層材料的熔點(diǎn)要比芯層低，較低的溫度和壓力就能實(shí)現(xiàn)有效的熱粘合。皮層采用柔軟的聚合物（通常用PE）制造，使用產(chǎn)品具有較好的手感。而芯層材料有較高的強(qiáng)力，從而用皮芯型雙組分纖維制造的非織造布產(chǎn)品的強(qiáng)力可比普通產(chǎn)品提高10%--25%，產(chǎn)品有良好的力學(xué)性能。常用的皮/芯配對(duì)的材料有PE/PP、PE/PA、PP/PP、PA/PET等。并列型雙組分纖維常用符號(hào)“S/S”表示，是英文Side/Side的首個(gè)字母縮寫(xiě)，其截面形狀有圓形、異型等形式。并列型纖維的兩個(gè)組分通常均為相同的聚合物，如PP/PP、PET/PET、PA/PA。兩個(gè)組分的材料有良好的粘合性能，通過(guò)優(yōu)化聚合物或工藝條件，使兩種不同的材料發(fā)生收縮或產(chǎn)生不同的收縮，在纖維中形成螺旋卷曲的結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品具有一定的彈性。功能性后處理無(wú)紡布無(wú)紡布可以通過(guò)各種特殊處理來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的不同需求。例如，“三抗”無(wú)紡布可以經(jīng)過(guò)處理后具有抗酒精、抗血、抗靜電的功能，主要應(yīng)用于醫(yī)用手術(shù)衣等材料。除此之外，還有其他各種處理方式：1.抗靜電處理：抗靜電無(wú)紡布主要應(yīng)用于對(duì)靜電有特殊環(huán)境要求的防護(hù)用品材料。2.吸水處理：吸水無(wú)紡布主要應(yīng)用于醫(yī)療耗材的生產(chǎn)，如手術(shù)洞巾，手術(shù)墊單等。3.阻燃處理：阻燃無(wú)紡布廣泛應(yīng)用于家具產(chǎn)品和航空用品。4.抗菌防臭和光觸媒效果處理：此類(lèi)無(wú)紡布主要應(yīng)用于家居用品的領(lǐng)域。5.抗紫外線(xiàn)處理：抗紫外線(xiàn)、抗老化無(wú)紡布主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)覆蓋布、汽車(chē)罩等面料，在防曬、抗老化方面具有優(yōu)異的效果。6.芳香劑處理：香味無(wú)紡布應(yīng)用于衛(wèi)生用品，例如有薄荷味、檸檬味、薰衣草味等。產(chǎn)品質(zhì)量管理檢測(cè)項(xiàng)目簡(jiǎn)介熔指檢測(cè)熔融指數(shù)（MeltFlowrate,MFR,MI,MVR）是一種表示塑膠材料加工時(shí)流動(dòng)性的數(shù)值。線(xiàn)性高聚物在一定溫度與壓力的作用下具有流動(dòng)性，這是高聚物加工成型的依據(jù)。熔融指數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)的熔融指數(shù)儀中測(cè)定的。首先將一定量的高聚物放入按規(guī)定溫度的料筒中，使其全部熔融，然后在按規(guī)定的負(fù)荷下，讓它從固定直徑的小孔中流出，規(guī)定用10分鐘內(nèi)流出的高聚物的重量克數(shù)作為熔融指數(shù)。在相同條件下，熔融指數(shù)越大，說(shuō)明其流動(dòng)性越好，反之越小則流動(dòng)性越差。熔指檢測(cè)需要準(zhǔn)備熔體速率測(cè)試儀、電子天平以及6-10克的檢測(cè)粒料。在2.16kg的標(biāo)準(zhǔn)載荷下，熔體將在10分鐘內(nèi)流過(guò)固定內(nèi)徑的毛細(xì)管，其重量即為熔體的流動(dòng)速率（又稱(chēng)熔融指數(shù)）。二、克重檢測(cè)克重是非織造布的基本指標(biāo)，表示單位面積產(chǎn)品的重量，通常以克每平方米（g/㎡）為計(jì)量單位。克重大小反映了產(chǎn)品的厚度和薄度。雖然稱(chēng)呼和表示方法存在差異，但其他柔韌性材料如紙、皮革等一直沿用“定量”這個(gè)稱(chēng)呼。為進(jìn)行克重檢測(cè)，需要準(zhǔn)備電子天平、取樣器（100c㎡）、全幅寬樣品（長(zhǎng)度大于1.5米）和在MD（縱向）方向折疊的樣品。在CD（橫向）方向依次使用取樣器取樣，注意一定要沿橫向取樣，否則結(jié)果會(huì)不準(zhǔn)確。進(jìn)行克重檢測(cè)有兩種方式：將20個(gè)樣品放入天平稱(chēng)量并計(jì)算平均值，或分別測(cè)量每個(gè)樣品并記錄單個(gè)樣品的重量。三、防水性檢測(cè)（靜水壓法）防水性能是指織物抵抗被水浸潤(rùn)和滲透的能力，是衛(wèi)生材料中反映產(chǎn)品抗水能力的重要指標(biāo)之一。靜水壓指產(chǎn)品承受一定液體壓力的能力，單位為帕斯卡（Pa）。同一類(lèi)型的產(chǎn)品，克重越大，靜水壓也會(huì)越高。進(jìn)行防水性檢測(cè)需要準(zhǔn)備靜水壓檢測(cè)設(shè)備和取樣（20cm*25cm）。在測(cè)試過(guò)程中，如果出現(xiàn)很好的液滴但不再繼續(xù)產(chǎn)生，應(yīng)視為無(wú)效。從密封圈邊緣5mm內(nèi)穿透出的單獨(dú)的液滴將被忽略不計(jì)。水向噴泉或柱狀透出也將被視為無(wú)效。在同一個(gè)小孔內(nèi)或非常近的孔內(nèi)連續(xù)滲透出三個(gè)不同的液滴時(shí)，需要重新取一塊樣本重新實(shí)驗(yàn)。這是為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。靜電是由于接觸、摩擦等原因而產(chǎn)生的?？轨o電性能是表征產(chǎn)品耗散靜電能力的指標(biāo)?？轨o電性能越好，靜電就越不容易在產(chǎn)品上集聚，產(chǎn)品的使用安全性也越高。電阻測(cè)定法和電荷衰減測(cè)定法是測(cè)試防靜電材料電荷泄漏的兩種方法。在進(jìn)行斷裂強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率檢測(cè)時(shí)，斷裂強(qiáng)力表示拉斷產(chǎn)品所需的最大作用力，單位為牛頓。斷裂伸長(zhǎng)率指產(chǎn)品進(jìn)行拉伸強(qiáng)力實(shí)驗(yàn)時(shí)，因拉力作用引起長(zhǎng)度增量，其斷裂時(shí)的增量長(zhǎng)度與初始長(zhǎng)度之比，單位為%。產(chǎn)品的方向?qū)?qiáng)力大小也有影響。采用縱向和橫向強(qiáng)力相近的產(chǎn)品表現(xiàn)為各向同性，因此在生產(chǎn)過(guò)程中需要注意纖維細(xì)度和生產(chǎn)工藝的影響。不同工藝的同一克重熔噴產(chǎn)品的強(qiáng)力可能會(huì)有很大的差異。除了拉伸強(qiáng)力，還有頂破強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力等指標(biāo)需要考慮。斷裂伸長(zhǎng)率是反映產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，一般情況下，值越小越好。由于產(chǎn)品兩個(gè)方向的斷裂強(qiáng)力不同，MD與CD方向的斷裂伸長(zhǎng)率也是不同的，一般來(lái)說(shuō)CD方向的斷裂伸長(zhǎng)率較大。馬丁代爾法是一種用于測(cè)試各種類(lèi)型織物的耐磨性的方法，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差較大。在外貿(mào)行業(yè)中被廣泛使用。滲水性檢測(cè)可以反映樣品在沖擊力作用下的抗水性能。在測(cè)試過(guò)程中需要使用噴淋測(cè)試儀和電子天平，并注意濾紙前后的重量差異。透氣性能的檢測(cè)是評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。非織造布在衛(wèi)生和醫(yī)療用品中的應(yīng)用需要考慮其透氣性能。透氣性能指的是在規(guī)定壓力差下，單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)非織造布的氣體量。透氣量越大，表示氣體越容易透過(guò)非織造布。為了檢測(cè)非織造布的透氣性能，需要使用透氣性檢測(cè)儀。需要注意的是，透氣性和透濕性是兩個(gè)不同的指標(biāo)。透濕性指的是含水分的濕空氣透過(guò)非織造布的量，類(lèi)似汗氣透過(guò)衣服的能力。透濕性是醫(yī)用防護(hù)服舒適度的一個(gè)指標(biāo)，而透氣性則與衣服的保暖性能有關(guān)。另一個(gè)重要的指標(biāo)是滲透性能，它反映了非織造布的親水能力，即液體通過(guò)產(chǎn)品的能力。滲透性能可以分為一次滲透和多次滲透兩種，常用時(shí)