作者：崔健（天津工業(yè)大學(xué)非織造材料與工程專業(yè)研究生，現(xiàn)就職于浙江廣濟無紡發(fā)展有限公司）

　　指導(dǎo)老師：任元林（天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)部副教授）

　　討論區(qū)

　　調(diào)整靜水壓有助提高產(chǎn)品阻隔性

　　手術(shù)服和手術(shù)巾要求對病人和醫(yī)生同樣具有安全性，因為當(dāng)流體滲透材料時，微生物也被帶入，因此手術(shù)衣要能防止液體的滲透和伴隨而來的細(xì)菌。研究紡熔法非織造布抗靜水壓的影響因素有助于為提高SMS產(chǎn)品阻隔性找到思路，提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定并逐步提升醫(yī)療防護用非織造布的質(zhì)量。本課題立足于實際生產(chǎn)，研究了SMS工藝過程中熔噴的各項工藝參數(shù)對產(chǎn)品抗靜水壓性能的影響，主要包括：原料、熔噴比例、螺桿模頭溫度、熱風(fēng)溫度和風(fēng)量、接收距離、機器狀態(tài)等。——本文作者崔健

　　DCD控制在215mm內(nèi)可降低飛絲

　　本實驗中將DCD調(diào)整到215mm以上時明顯觀察到有飛絲產(chǎn)生，出現(xiàn)這種情況有三個原因，一是DCD過高時牽伸過程過長，纖維斷裂伸長率跟不上，導(dǎo)致纖維被拉斷；二是纖維在落到網(wǎng)簾上之前已經(jīng)冷卻固結(jié)，自粘合作用減弱；三是由于熱氣流噴嘴并不是平行的，而有一定的夾角，所以從截面看，熔體的牽伸是在一個扇形區(qū)域內(nèi)完成的，隨著DCD的增加，扇形區(qū)域下端寬度增大，氣流紊亂程度增加。以上三個原因造成了飛絲的產(chǎn)生，不僅使得鋪網(wǎng)不均，降低抗靜水壓，而且嚴(yán)重影響布面外觀，所以將DCD值控制在215mm以內(nèi)是合理的。——江蘇康華新材料公司總經(jīng)理劉宇浩

　　熔噴比例為36.4%固定值稍顯絕對

　　抗靜水壓是衡量SMS產(chǎn)品阻隔性能的重要指標(biāo)，抗靜水壓越高，表明產(chǎn)品防水能力越強，噴濺的水珠就越不容易透過去。文中推算出，當(dāng)熔噴比例為36.4%時，SMS產(chǎn)品的水阻隔性最佳，但是我個人覺得36.4%這個值有些絕對，其實熔噴比例只要控制在35%~37%之間即可。因為除此之外，外部空間的溫度、濕度、熔噴模頭的噴絲也都會影響產(chǎn)品的抗靜水壓值，這是一個相對數(shù)值，需要綜合考慮。——紹興高特?zé)o紡布公司技術(shù)主管高鵬

　　靜水壓相差10~40mBar屬正常范圍

　　通過本文的實驗結(jié)果可以分析，隨著模頭使用時間增加，產(chǎn)品抗靜水壓值呈現(xiàn)下降趨勢，一般初期與末期的同類產(chǎn)品抗靜水壓值會相差10mBar~20mBar，但這是理論值，在實際生產(chǎn)過程中，由于工廠產(chǎn)品種類多樣，需要經(jīng)常做工藝變動，使用不同型號的聚丙烯樹脂和多種多樣的色母粒，因此最終產(chǎn)品初期與末期抗靜水壓相差10mBar~40mBar都是允許的。而且由于流體的黏滯性，容易形成流速梯度很大的附面層，所以每次工藝轉(zhuǎn)換勢必會有轉(zhuǎn)換前的熔體原料留在模頭內(nèi)，必須進行清洗，否則將影響產(chǎn)品質(zhì)量。——鄭州豫力無紡布公司銷售經(jīng)理李可染

　　實驗操作得出關(guān)鍵數(shù)據(jù)

　　手術(shù)衣對水的阻隔性所涉及的指標(biāo)很多，如抗靜水壓、淋噴試驗、沾水等級等，其中最常用的是抗靜水壓。抗靜水壓指測試材料抵抗緩慢上升水壓的能力，在各種體系的測試方法中，該指標(biāo)根據(jù)測試面積、水壓上升速度和出現(xiàn)幾個水珠所確定的終點位置來判斷其中，數(shù)值越大說明材料對水的阻隔性越好。SMS非織造布中間有一層致密的熔噴層，其纖維的線密度很小，基本上都是超細(xì)纖維，可達0.01dtex~0.05dtex，約為普通紡粘纖維線密度的1%。熔噴纖網(wǎng)的纖維很細(xì)，纖網(wǎng)十分均勻。當(dāng)液體與之接觸后，由于表面張力液體不易滲透，超細(xì)纖維之間連接形成的空隙相當(dāng)小，所以塵埃和細(xì)菌就被阻擋，使手術(shù)服逼近“絕對干凈”的效果。

　　實驗操作得出關(guān)鍵數(shù)據(jù)

　　靜水壓是指靜止液體作用在每單位受壓面積上的壓力?？椢锟轨o水壓則是用織物能承受的靜水壓來表示水透過織物所遇到的阻力，是織物對水的阻隔性能的重要指標(biāo)，在醫(yī)療防護用品中有重要意義，如在我國頒布的《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》(GB19082-2003)中對防護服液體阻隔功能作出了強制性的規(guī)定，要求靜水壓為167kPa時，防護服不得滲透；透濕量應(yīng)不小于2500g/㎡。

　　原料與儀器

　　本課題所用的實驗試樣均由西安達可非織造布公司提供；所用的SMMMS非織造布生產(chǎn)線的生產(chǎn)廠家為德國萊芬豪舍公司；所用的FX3000HYROTESTERⅢ抗靜水壓測試儀的生產(chǎn)廠家為瑞士TEXTESTAG公司。

　　不同色母粒添加量測試

　　選取藍15#產(chǎn)品的色母粒377BN，在其他工藝參數(shù)不變動的情況下，適量添加BCD頭色母粒添加量，調(diào)整范圍每次每個M頭不超過0.05%，每小時一次，對比添加不同添加量產(chǎn)出的SMMMS非織造布抗靜水壓平均值。

　　不同熔噴比例值測試

　　本實驗通過調(diào)整熔噴的計量泵轉(zhuǎn)速（同時網(wǎng)帶速度做輕微調(diào)整以保證產(chǎn)品克重的穩(wěn)定）觀察熔噴比例對產(chǎn)品抗靜水壓的影響，計量泵轉(zhuǎn)速每半小時調(diào)整一次，每次不超過0.5rpm。

　　不同螺桿模頭溫度測試

　　本實驗在不影響正常生產(chǎn)的情況下適量調(diào)整模頭溫度（螺桿溫度與其配套），每半小時一次，每次1~2℃，對比不同溫度條件下產(chǎn)品抗靜水壓平均值。

　　不同熱風(fēng)風(fēng)量測試

　　本實驗分別調(diào)整熱風(fēng)溫度和熱風(fēng)風(fēng)量，研究分析其對產(chǎn)品抗靜水壓的影響。熱風(fēng)溫度每半小時調(diào)整一次，每次1℃，熱風(fēng)風(fēng)量每半小時調(diào)整一次，每次20~30mh/h。

　　抗靜水壓測試

　　在100平方厘米的測試面積上，測試樣品應(yīng)能抵抗水壓的能力。水壓以恒定的速率60mbar/min增長，直到測試樣品在抵抗水壓最弱的地方有3滴水滴透出測試樣品時，此時的水壓值即為該樣品的抗靜水壓值。

　　取全幅寬非織造布，標(biāo)明布邊的OPS方向(即非織造布生產(chǎn)線操作臺的方向)，忽略布邊緣100mm，按CD方向順序均勻地折疊多層，用9×9inch的模具在取樣機切割樣品，最靠OPS端的樣片定義為1，第二個樣片定義為2，以此類推；根據(jù)SPEC的要求選擇相應(yīng)的測試頭，設(shè)置正確的模式，最大壓力為200mbar，速度可為60mbar/min或10mbar/min；檢查儀器的密封圈是否完好；將測試頭的貯水器中注滿去離子水，并使其稍有溢出，保證水的表面潔凈。

　　數(shù)據(jù)分析確定最佳工藝

　　聚丙烯熔體加入色母粒后，會對其流變性能產(chǎn)生影響，不同型號的色母粒對聚丙烯流變性能的影響也不一樣。但不論哪種色母粒，當(dāng)其添加量增多時都會使熔體的粘度明顯上升。影響熔體從噴絲孔擠出過程，導(dǎo)致鋪網(wǎng)的不均勻，降低抗靜水壓，嚴(yán)重時甚至堵塞噴絲孔，在布面形成縱紋。

　　在母粒制造過程中為防止顏料微粒在靜電力、表面引力及外環(huán)境因素影響下而聚集在一起，常用一些分散劑來提高顏色的分散性和著色強度。但這些分散劑會對紡絲產(chǎn)生一定的影響，因為帶有這種母粒的熔體在擠出噴絲孔前，其中的低分子物質(zhì)會變成氣體，并伴隨熔體從噴絲孔中排出，氣體的急劇膨脹極易導(dǎo)致紡絲的不均勻造成布面擊穿，從而降低抗靜水壓。

　　不同熔噴比例對抗靜水壓的影響，并不如預(yù)期所想隨著熔噴比例的增加抗靜水壓也隨之增加，當(dāng)熔噴比例超過36.4%時抗靜水壓反而下降，究其原因是本實驗調(diào)整熔噴比例的方式提高三個M頭的計量泵轉(zhuǎn)速，當(dāng)計量泵轉(zhuǎn)速過大時單位時間內(nèi)從噴絲孔擠出的熔體增加，而熱風(fēng)溫度和熱風(fēng)風(fēng)速不變化，纖維得不到足夠的牽伸，雖然熔噴纖維的量增加了，但細(xì)度卻有所下降，影響了產(chǎn)品的阻隔性能。

　　可以看出，模頭溫度在274℃時抗靜水壓達到了最大值，溫度低于該值時，溫度越低熔體流動性能越差，出絲不均勻，不穩(wěn)定，導(dǎo)致熔噴纖維直徑分布較廣，降低阻隔性能，嚴(yán)重時甚至堵塞噴絲孔，造成布面縱紋；而當(dāng)溫度過高時，高溫加劇了熔體的降解，使螺桿壓力產(chǎn)生波動，泵供量不穩(wěn)，模頭噴出的纖維均勻性差。而且熔體降解后的單體會對模頭以及其它組件造成一定污染，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

　　本實驗在假設(shè)實現(xiàn)了這一前提的基礎(chǔ)上進行討論，在熱風(fēng)量低于2700mg/h時，隨著熱風(fēng)量的增加，纖維的牽伸加強，纖維細(xì)度有改善，產(chǎn)品抗靜水壓呈現(xiàn)上升趨勢，符合理論結(jié)果；但是熱風(fēng)量超出2700mg/h時，產(chǎn)品的抗靜水壓值反而下降，測試過程中可明顯觀察到擊穿現(xiàn)象，熱風(fēng)風(fēng)速過高使得纖維來不及冷卻，在熔融狀態(tài)下就落到網(wǎng)簾上，與相鄰纖維熔在一起，影響產(chǎn)品抗靜水壓性能。且熱風(fēng)風(fēng)量過大容易產(chǎn)生飛絲，嚴(yán)重影響布面外觀。

　　熱風(fēng)風(fēng)量對抗靜水壓的影響較大，調(diào)整熱風(fēng)風(fēng)量是生產(chǎn)中控制產(chǎn)品抗靜水壓的主要方式之一。生產(chǎn)中熱風(fēng)風(fēng)量一般控制在2700mg/h左右，當(dāng)抗靜水壓不足時，通過測試時的現(xiàn)象判斷抗靜水壓不足的原因?qū)儆趽舸┻€是牽伸不足，若是擊穿，則應(yīng)調(diào)小風(fēng)量，若是牽伸不足，應(yīng)調(diào)大風(fēng)量。