作者：崔?。ㄌ旖蚬I(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(jì)無(wú)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(duì)病人和醫(yī)生同樣具有安全性，因?yàn)楫?dāng)流體滲透材料時(shí)，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(lái)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(hù)用非織造布的質(zhì)量。本課題立足于實(shí)際生產(chǎn)，研究了SMS工藝過(guò)程中熔噴的各項(xiàng)工藝參數(shù)對(duì)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(jī)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(shí)驗(yàn)中將DCD調(diào)整到215mm以上時(shí)明顯觀察到有飛絲產(chǎn)生，出現(xiàn)這種情況有三個(gè)原因，一是DCD過(guò)高時(shí)牽伸過(guò)程過(guò)長(zhǎng)，纖維斷裂伸長(zhǎng)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(gè)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(gè)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(duì)

　　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(qiáng)，噴濺的水珠就越不容易透過(guò)去。文中推算出，當(dāng)熔噴比例為36.4%時(shí)，SMS產(chǎn)品的水阻隔性最佳，但是我個(gè)人覺(jué)得36.4%這個(gè)值有些絕對(duì)，其實(shí)熔噴比例只要控制在35%~37%之間即可。因?yàn)槌酥?，外部空間的溫度、濕度、熔噴模頭的噴絲也都會(huì)影響產(chǎn)品的抗靜水壓值，這是一個(gè)相對(duì)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(guò)本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以分析，隨著模頭使用時(shí)間增加，產(chǎn)品抗靜水壓值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，一般初期與末期的同類產(chǎn)品抗靜水壓值會(huì)相差10mBar~20mBar，但這是理論值，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于工廠產(chǎn)品種類多樣，需要經(jīng)常做工藝變動(dòng)，使用不同型號(hào)的聚丙烯樹(shù)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(shì)必會(huì)有轉(zhuǎn)換前的熔體原料留在模頭內(nèi)，必須進(jìn)行清洗，否則將影響產(chǎn)品質(zhì)量。——鄭州豫力無(wú)紡布公司銷售經(jīng)理李可染

　　實(shí)驗(yàn)操作得出關(guān)鍵數(shù)據(jù)

　　手術(shù)衣對(duì)水的阻隔性所涉及的指標(biāo)很多，如抗靜水壓、淋噴試驗(yàn)、沾水等級(jí)等，其中最常用的是抗靜水壓?？轨o水壓指測(cè)試材料抵抗緩慢上升水壓的能力，在各種體系的測(cè)試方法中，該指標(biāo)根據(jù)測(cè)試面積、水壓上升速度和出現(xiàn)幾個(gè)水珠所確定的終點(diǎn)位置來(lái)判斷其中，數(shù)值越大說(shuō)明材料對(duì)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(dá)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(duì)干凈”的效果。

　　實(shí)驗(yàn)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(lái)表示水透過(guò)織物所遇到的阻力，是織物對(duì)水的阻隔性能的重要指標(biāo)，在醫(yī)療防護(hù)用品中有重要意義，如在我國(guó)頒布的《醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求》(GB19082-2003)中對(duì)防護(hù)服液體阻隔功能作出了強(qiáng)制性的規(guī)定，要求靜水壓為167kPa時(shí)，防護(hù)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(shí)驗(yàn)試樣均由西安達(dá)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(guó)萊芬豪舍公司；所用的FX3000HYROTESTERⅢ抗靜水壓測(cè)試儀的生產(chǎn)廠家為瑞士TEXTESTAG公司。

　　不同色母粒添加量測(cè)試

　　選取藍(lán)15#產(chǎn)品的色母粒377BN，在其他工藝參數(shù)不變動(dòng)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(gè)M頭不超過(guò)0.05%，每小時(shí)一次，對(duì)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(cè)試

　　本實(shí)驗(yàn)通過(guò)調(diào)整熔噴的計(jì)量泵轉(zhuǎn)速（同時(shí)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(duì)產(chǎn)品抗靜水壓的影響，計(jì)量泵轉(zhuǎn)速每半小時(shí)調(diào)整一次，每次不超過(guò)0.5rpm。

　　不同螺桿模頭溫度測(cè)試

　　本實(shí)驗(yàn)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(shí)一次，每次1~2℃，對(duì)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(cè)試

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

　　抗靜水壓測(cè)試

　　在100平方厘米的測(cè)試面積上，測(cè)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(zhǎng)，直到測(cè)試樣品在抵抗水壓最弱的地方有3滴水滴透出測(cè)試樣品時(shí)，此時(shí)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(tái)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(jī)切割樣品，最靠OPS端的樣片定義為1，第二個(gè)樣片定義為2，以此類推；根據(jù)SPEC的要求選擇相應(yīng)的測(cè)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(cè)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(huì)對(duì)其流變性能產(chǎn)生影響，不同型號(hào)的色母粒對(duì)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(shí)都會(huì)使熔體的粘度明顯上升。影響熔體從噴絲孔擠出過(guò)程，導(dǎo)致鋪網(wǎng)的不均勻，降低抗靜水壓，嚴(yán)重時(shí)甚至堵塞噴絲孔，在布面形成縱紋。

　　在母粒制造過(guò)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(lái)提高顏色的分散性和著色強(qiáng)度。但這些分散劑會(huì)對(duì)紡絲產(chǎn)生一定的影響，因?yàn)閹в羞@種母粒的熔體在擠出噴絲孔前，其中的低分子物質(zhì)會(huì)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(duì)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(guò)36.4%時(shí)抗靜水壓反而下降，究其原因是本實(shí)驗(yàn)調(diào)整熔噴比例的方式提高三個(gè)M頭的計(jì)量泵轉(zhuǎn)速，當(dāng)計(jì)量泵轉(zhuǎn)速過(guò)大時(shí)單位時(shí)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(shí)抗靜水壓達(dá)到了最大值，溫度低于該值時(shí)，溫度越低熔體流動(dòng)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(shí)甚至堵塞噴絲孔，造成布面縱紋；而當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，高溫加劇了熔體的降解，使螺桿壓力產(chǎn)生波動(dòng)，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(huì)對(duì)模頭以及其它組件造成一定污染，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

　　本實(shí)驗(yàn)在假設(shè)實(shí)現(xiàn)了這一前提的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論，在熱風(fēng)量低于2700mg/h時(shí)，隨著熱風(fēng)量的增加，纖維的牽伸加強(qiáng)，纖維細(xì)度有改善，產(chǎn)品抗靜水壓呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，符合理論結(jié)果；但是熱風(fēng)量超出2700mg/h時(shí)，產(chǎn)品的抗靜水壓值反而下降，測(cè)試過(guò)程中可明顯觀察到擊穿現(xiàn)象，熱風(fēng)風(fēng)速過(guò)高使得纖維來(lái)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(guò)大容易產(chǎn)生飛絲，嚴(yán)重影響布面外觀。

　　熱風(fēng)風(fēng)量對(duì)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(shí)，通過(guò)測(cè)試時(shí)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。