（纺织工程专业论文）sms非织造布的拒水拒油整理研究.pdf

s m s 非织造布的拒水拒油整理研究 摘要 医用防护产品的安全性一直是被人们高度关注的。近几年来，受 非典和禽流感等疾病的影响，提高医用产品的安全性能更是成为研发 重点。s m s 非织造布是纺粘和熔喷纤网的复合产品，是一种新型的 具有特殊功能的非织造布，它充分地利用了纺粘法和熔喷法的优势而 克服了两者的缺陷，使s m s 既有良好的强力，又有良好的吸附性、 过滤性和阻菌性。中等厚度的s m s 产品，适合使用在医疗方面，制 作外科手术服、手术包布、手术罩布、手术室围帘、杀菌绷带、伤口 帖、膏药贴等。可是普通的s m s 非织造布本身的抗渗性能是有限的， 并不能满足人们对于医用防护材料的安全性能要求的不断提高。对普 通的s m s 非织造布进行“三抗”整理，提高材料对于酒精、血液和 油的抗渗透性，对于进一步提高医用防护材料的安全性能有着重要的 意义。 本文首先从接触角和临界表面张力的角度分析了拒水拒油整理 的机理，并分析比较了目前常用的几种类型的拒水拒油整理剂，得出 有机氟整理剂具有良好的拒水拒油效果。本次试验采用两种有机氟类 的整理剂：科莱恩公司生产的n u v ah p cl i q 整理剂和德国鲁道夫 公司生产的c o g v a r da f r 整理剂。 接下来，本文探讨了拒水拒油的整理工艺及工艺参数范围。确定 了整理工艺为浸轧焙工艺，以及一些主要工艺参数如轧液率、烘干温 度和时间、整理剂浓度、焙烘温度和焙烘时间等的范围。为了探讨拒 水拒油整理的最优工艺，采用正交试验法。先通过单因子试验确定了 正交试验中三个因素( 整理剂浓度、焙烘温度和焙烘时间) 的几个水 平，再进行正交试验，并对试验结果进行分析。最后得出两种整理剂 的最优工艺分别为：整理剂浓度8 0 9 l ，焙烘温度1 4 0 。c ，焙烘时间6 0 s 和整理剂浓度8 0 叽焙烘温度1 4 0 。c ，焙烘时间1 8 0 s 。经过测试，最 优工艺整理后拒水拒油级别均达到8 级，具有良好的拒水拒油效果。 最后对正交试验整理后的s m s 非织造布的其他性能进行测试， 包括强力、透气性和透湿性。将测试结果与未整理的s m s 非织造布 的性能指标进行比较，发现断裂强力、断裂伸长率、透气量和透湿量 均有不同程度的下降，下降的程度与整理剂的浓度、焙烘温度和焙烘 时间有一定关系。 本文对s m s 非织造布的拒水拒油整理进行研究，通过优化工艺 参数，得到了较理想的拒水拒油效果。同时进行了整理后的性能测试， 结果表明，拒水拒油整理后对s m s 非织造布的其他性能没有很大影 日向。 关键词：s m s 非织造布，医用防护，有机氟，拒水，拒油，整理 i i a b s t r a c t s t u d yo n 娜ra n d0 i lr e p e l l e n tf i n i s h0 fsm s n o n w o v e n s a b s t r a c t t h es a f e t yo fm e d i c a lp r o t e c t i v ep r o d u c t sh a sb e e na l w a y so fg r e a t c o n c e r n i nr e c e n ty e a r s ，u n d e rt h ei m p a c to fd i s e a s e ss u c ha ss a r sa n d a v i a nf l u ，i th a sb e c o m em o r ef o c u s e dt oi m p r o v et h es a f e t yp e r f o r m a n c e o fm e d i c a lp r o d u c t s m sn o n w o v e n sa san e wt y p eo fn o n w o v e nf a b r i c s a r ec o m p o s i t ep r o d u c t so fs p u n b o n da n dm e l t b l o w nw e b sw i t hs p e c i a l f u n c t i o n s i tm a k e sf u l lu s eo ft h e a d v a n t a g e s a n do v e r c o m e st h e d e f i c i e n c i e so fb o t hs p u n b o n da n dm e l t b l o w nn o n w o v e n s ，a n de n a b l e s s m st oh a v et h eg o o ds t r e n g t h ，g o o da b s o r p t i o n ，f i l t r a t i o na n df u n g a l r e s i s t a n c e s m sp r o d u c t so fm e d i u mt h i c k n e s sa r em a i n l ya p p l i e dt o m e d i c a lp r o d u c t s ，s u c ha ss u r g i c a lo p e r a t i o nc l o t h i n g ，s u r g e r yp a c k i n g s h e e t ，s u r g e r y c l o t h c o v e r , c u r t a i no fo p e r a t i n gr o o m ，s t e r i l i z a t i o n b a n d a g e ，w o u n dp l a c a r d ，m e d i c i n a lp l a s t e rp a s t e sa n ds oo n b u tf o r o r d i n a r ys m sn o n w o v e n s ，t h ei m p e r m e a b i l i t yi sl i m i t e d s oi td o e sn o t m e e tt h es o s t e n u t i m p r o v i n gr e q u i r e m e n t sf o rt h es a f e t yo fm e d i c a l p r o t e c t i v em a t e r i a l s c a r r y i n go u t t h r e e r e p e l l e n t ”f i n i s ho no r d i n a r y s m sn o n w o v e n st oe n h a n c et h ei m p e r m e a b i l i t yt oa l c o h o l ，b l o o da n do i l i so fg r e a t s i g n i f i c a n c e f o rt h ef u r t h e ri m p r o v e m e n to ft h es a f e t yo f 1 1 1 a b s t f 乙气c t m e d i c a lp r o t e c t i v em a t e r i a l s t h ep a p e ra n a l y z e dt h ep r i n c i p l eo fw a t e ra n do i lr e p e l l e n tf i n i s h f r o mt h ec o n t a c t a n g l ea n dc r i t i c a ls u r f a c et e n s i o n ，c o n t r a s t e da n d a n a l y z e ds e v e r a lc o m m o nt y p e so fc u r r e n tw a t e ra n do i lr e p e l l e n tf i n i s h a g e n t s o r g a n i cf l u o r i n ea g e n th a sag o o dw a t e ra n do i lr e p e l l e n te f f e c t t h et e s tu s e dt w ot y p e so fo r g a n i cf l u o r i d ea g e n t s ：n u v ah p cl i q f i n i s ha g e n tp r o d u c e db yt h ec l a r i a n ta n dc o - g v a r da f rf i n i s ha g e n t p r o d u c e db yt h er u d o l l t h ep a p e rr e s e a r c h e dt h ew a t e ra n do i lr e p e l l e n tf i n i s hp r o c e s sa n dt h e p r o c e s sp a r a m e t e r s i tc o n f i r m e dt h a tt h ef i n i s hp r o c e s si sp a d b a k e m e t h o d ，a n dd e t e r m i n e dt h er a n g eo fs o m em a i np r o c e s sp a r a m e t e r ss u c h a sp i c k u p ，d r y i n gt e m p e r a t u r ea n dt i m e ，a g e n tc o n c e n t r a t i o n ，c u r i n g t e m p e r a t u r ea n dc u r i n gt i m e i ta l s oo b t a i n e dt h eo p t i m i z e dp a r a m e t e r s t h r o u g ho r t h o g o n a le x p e r i m e n t so fw a t e r - o i lr e p e l l e n tf i n i s hp r o c e s s s e v e r a ll e v e l so ft h r e eo r t h o g o n a lf a c t o r s ( a g e n tc o n c e n t r a t i o n ，c u r i n g t e m p e r a t u r ea n dc u r i n gt i m e ) w e r ec o n f i r m e dt h r o u g hs i n g l ef a c t o r e x p e r i m e n t s n e x t ，o r t h o g o n a le x p e r i m e n t sw e r ec a r r i e do u t ，a n dt h e nt h e r e s u l t sw e r ea n a l y z e d t h eo p t i m u mr e s u l t so fn u v ah p cl i qf i n i s h a g e n ta r ea sf o l l o w s ：t h ec o n c e n t r a t i o no fa g e n ti s8 0 9 l ，t h ec u r i n g t e m p e r a t u r ei s1 4 0 。c ，a n dt h ec u r i n gt i m ei s6 0 s t h eo p t i m u mr e s u l t so f c o g v a r da f rf i n i s ha g e n ta r ea sf o l l o w s ：t h ec o n c e n t r a t i o no fa g e n t i s8 0 9 l ，t h ec u r i n gt e m p e r a t u r ei s14 0 。c ，a n dt h ec u r i n gt i m ei s18 0 s i v a b s t r a c t a f t e r t e s t i n g ，t h ew a t e ra n do i lr e p e l l e n tl e v e lr e a c h e db a n d8a f t e r f i n i s h i n gu n d e r t h eo p t i m i z e dp a r a m e t e r s t h ep e r f o r m a n c ee x p e r i m e n t so ft h ef i n i s h e da n d o r i g i n a lf a b r i cw e r e c a r d e do u ta f t e ro r t h o g o n a le x p e r i m e n t s ，i n c l u d i n gt e s t so ft e n a c i t y , a i r p e r m e a b i l i t ya n dv a p o u rp e r m e a b i l i t y t h er e s u l t ss h o wal i t t l ed r o pi n t h e s ep e r f o r m a n c e so fs m sn o n w o v e n sa f t e rf i n i s h i n g a n dt h ee x t e n to f t h ed r o pi sr e l a t i v et ot h ec o n c e n t r a t i o no fa g e n t ，c u r i n gt e m p e r a t u r ea n d c u r i n gt i m e i ns u m ，t h ep a p e rh a sr e s e a r c h e do nt h ew a t e ra n do i lr e p e l l e n tf i n i s h o fs m sn o n w o v e n sa n dh a so b t a i n e di d e a lr e s u l t sb yo p t i m i z a t i o n a f t e r t e s t i n gt h ep e r f o r m a n c eo ft h ef i n i s h e df a b r i c s ，t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e w a t e ra n do i lr e p e l l e n tf i n i s ho ns m sn o n w o v e n ss c a r c e l yc h a n g e st h e o r i g i n a lc h a r a c t e r i s t i c sa n df u n c t i o n s k e y w o r d s ：s m sf a b r i c ，m e d i c a lp r o t e c t i v e ，o r g a n i cf l u o r i n e ，w a t e r r e p e l l e n t ，o i l - r e p e l l e n t ，f i n i s h v 附件一： 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 夼雪亳 1 日期：琊年胗月 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密吼 学位做作者虢首雪臣 日期：础年明5 ) 日 舯狮虢祥1 乞 日期：渺- 7 年1 月够日 第一章绪论 第一章绪论 1 1s m s 非织造布的发展背景 1 1 1 非织造布的发展 非织造布技术自2 0 世纪中期开发以来就一直以迅猛的速度发展，是介于塑 料、造纸、纺织、化工、生物等技术的一门边缘学科，该技术具有工艺流程短、 产量高、成本低、原料易得和产品用途广等优点。随着非织造布技术、设备及专 用原料的飞速发展，其产品在质量、品种、档次、性能和用途方面获得了极大的 拓展。当今非织造布己成为一种新型的、具有广阔应用市场的新材料。预计在2 1 世纪，非织造布工艺将与机织、针织工艺三分天下，用途不仅在产业用纺织品中 占主要比例，也广泛用于民用生活用品。 据美国i n d a 的统计，2 0 0 4 年世界非织造布的产量约为4 5 0 万t ，比上年增长 7 7 9 6 ，产值相当于1 5 0 亿美元【1 1 。按世界6 0 亿人口平均计算，世界人均非织造布占 有量为7 5 0 人f 甜。我国非织造布的产量已占世界总产量的2 3 ，居世界第二位。 据中国产业用纺织品行业协会统计，2 0 0 4 年中国各类非织造布的总产量为1 0 4 2 6 万t ，比2 0 0 3 年增长了2 4 6 5 。目前，中国非织造布的人均占有量为8 0 0 9 人，已 略高于世界人均占有量。预计至l j 2 0 1 0 年，全国非织造布的产量大概在2 0 0 万t 左右， 将l , 2 0 0 4 年翻一番，成为世界非织造布行业的第一大生产国。 1 1 2 医用防护服材料研究与使用现状 非织造布很大一部分应用于医疗防护领域，如外科手术服、手术包布、手术 罩布、杀菌绷带、伤口贴、膏药贴等，同时还有工业用工作服、防护服。医用非 织造布是非织造布第四大应用领域，2 0 0 3 年，全球医用非织造材料的产量大约是 5 4 万t 。 早在中世纪，人类就己经意识到服装可能是病菌传染的载体，他们焚烧病患 衣服来阻止瘟疫的传播。最早对纺织纤维材料与疾病之间关系提出科学论证的是 英国著名的外科医生j o s e p hl i s t e r 3 1 。随着各种极具危险性的传染疾病如艾滋病、 乙肝、肺结核以及2 0 0 3 年的s a r s 病毒的出现，医务人员通过接触病人体液、血 液受感染率增加，尤其是2 0 0 3 年上半年s a r s 疫情到其年6 月初诊断病例达5 3 3 0 第一章绪论 人，其中医务人员4 6 4 人，占至1 j 1 8 。这些触目惊心的数字引起人们对医用防护材 料的高度重视。 自从s a r s 以来，市场上涌现出各种各样防护服材料。不过按照基本功能大 致可分为重复使用型和用即弃型两类。 重复使用型医用防护服材料包括：天然纤维( 棉、麻) 和合成纤维( 涤纶、锦纶) 以及两者混纺的传统机织布；由超细长丝织成的高密结构织物；由微孔薄膜和普 通织物层压而成的层压织物【4 1 。 用即弃型一般都是非织造布材料。用于制作医用防护服的非织造布种类主要 有水刺法非织造布、纺粘法非织造市、闪蒸法非织造布、s m s 复合材料等。 ( 1 ) 纺粘法 纺粘法也称纺丝成网法，采用树脂为原料，利用化纤纺丝的方法形成长丝， 再借助气流或机械的方法分丝成网的，而且绝大多数情况下需要通过固结工序达 到成布目的f 5 1 。这种工艺生产的非织造布在手感和性能方面很接近于传统的纺织 品，国内技术比较成熟的为丙纶纺粘布【6 1 。 ( 2 ) 闪蒸法 闪蒸法也有人称其为瞬时溶剂挥发纺丝成网法，以聚乙烯烃为主要原料。不 同于纺粘法用气流分丝或气流与机械结合分丝，闪蒸法采用静电分丝，即利用静 电发生器或静电盐添加剂形成静电场，使丝条在拉伸过程中相互摩擦形成静电分 丝，彼此相互排斥保持单纤维状态，然后靠静电装置使纤维凝聚成网，纤网再经 热轧便形成了闪蒸法非织造布网。 ( 3 ) 水刺法 水刺法工艺也称射流喷网工艺，是通过高压水柱高速水流对纤网喷射，在水 力作用下使纤网中纤维运动而重新排列和相互缠结，以达到固结成布的目的。水 刺法非织造布具有强度高、吸湿透气性好、不易起毛j 手感柔软、悬垂性好及无 化学粘合剂等优点。主要原料为涤纶、锦纶、丙纶、粘胶、脱脂棉纤维或浆粕以 及其它功能性纤维等【8 1 。 ( 4 ) s m s 复合非织造布 s m s 是将熔喷装置设在两个纺丝成网系统之间，在熔喷纤维铺置到第一层纺 粘纤网之后，又由第二层纺粘纤网将其覆盖，形成三层复合的纤网，英文缩写称 之为“s m s 1 9 l 。s m s 复合技术结合了两种技术的优点，其产品既有足够的强度 2 第一章绪论 和耐磨性能，又有很高的覆盖率、过滤效率、阻隔能力以及外观均匀性【l o l 。 非织造布所特有的结构特点，使它在很多用途的应用中表现出了比传统纺织 品具有更大的优越性。主要表现在： 1 非织造布具有三维结构，孔径小而曲折多变，增加了对病菌的阻隔屏障。 由于这个特点，非织造布因此可防止和减少术后感染的危险。1 9 7 9 年研究表明， 使用织造纺织品，在3 1 5 2 例手术中有1 1 1 发生伤口感染，使用非织造布时，3 2 3 6 例手术中仅有0 4 3 发生感染【1 0 】。非织造材料孔隙率较大( 通常在8 0 9 6 以上) ，孔 隙分布均匀，而孔径可以很小，因此维持很高的过滤的同时可以使过滤阻力很小。 2 使用简单方便。随着社会的发展，人们对预防疾病的认识不断深入，一次 性医疗、卫生用品越来越多地运用于医疗护理操作实践中，使用一次性非织造布 防护服，可减少医院的勤杂工作量，带来了工作上的方便。 3 安全。传统棉质防护服经反复使用、洗涤、消毒降低了其坚韧性，重复性 使用的布类产品在反复洗涤2 5 次后，对微生物和血液的阻抗性会急剧地减弱【1 1 】， 病人感染的机率可能增加，同时也不利于保护医护人员的健康。且手术过程中容 易脱落布质绒毛，难以保证整个手术过程处在无菌状态下，而非织造布防护服为 一次性使用，无布质绒毛脱落，可以保证整个手术过程处于无菌状斛1 2 1 。因此， 采用非织造布医疗用品时，可改善手术室内空气的洁净程度，减少术后伤口感染 的发生。 4 成本相对较低。一次性非织造产品避免了洗涤、消毒和分类堆放所耗成本， 减少了因病菌感染带来的医疗成本以及病人丧失工作能力、伤残甚至死亡的抚恤 等引起的社会成本。国外统计资料表明，使用非织造布可使总医疗成本下降1 0 9 6 - - 3 0 1 1 3 1 。 1 1 3 纺粘熔喷技术概述 1 1 3 1 丙纶在非织造布中的应用与发展 世界化纤工业正以高速度向前发展，丙纶的发展更是突飞猛进。在非织造布 三大纤维原料：聚丙烯、聚醋、粘胶中，聚丙烯用量占第一位，以聚丙烯为原料 的非织造布占世界非织造布总产量的三分之一，其中纺粘法非织造布有一半以上 的原料为聚丙烯，熔喷法非织造布则绝大部分均以聚丙烯为原料；究其原因，主 要是丙纶的原料来源稳定，生产成本低，易加工且可回收，不污染环境，尤其是 3 第一章绪论 在卫生保健用非织造布中，使它成为不可取代的重要材料。由此可见，聚丙烯纤 维在非织造布中应用前景之好是确定无疑的【1 4 】。 2 0 世纪8 0 年代以来，世界丙纶生产以年均9 9 6 以上的速度增长，大大高于同 期涤纶7 3 和合纤4 6 的增长率；九十年代末世界合纤增长速度曾明显放慢，但 丙纶产量年均增长率仍维持在5 5 【1 5 l 。随着经济的逐步复苏，丙纶产量还将进 一步增长，2 0 0 5 年世界丙纶产量达到5 8 3 9 万吨，首次超过锦纶而成为第二大合 成纤维品种。 丙纶的发展，在很大程度上也推动了以聚丙烯为主要原料的纺粘非织造布和 熔喷非织造布的发展。 1 1 3 2 纺粘非织造布概述 纺粘非织造布是将化纤的纺丝和非织造布的成网、固化技术相结合的工艺 技术。上世纪6 0 年代，由美国d u p o n t ( 杜邦) 和德国f r e u d e n b e r g ( 科德宝) 公 司几乎同时研制成功，7 0 年代开始得到发展【1 6 】。纺粘法的基本工艺流程为纺丝 拉伸叶成网一成布一卷绕，是将高分子聚合物加热熔融，经挤出机熔体从纺丝 孔挤出进入空气中，熔体细流在空气中冷却，同时以一定速度被拉伸变细变长( 因 气流或机械作用) 且渐趋凝固，形成纤维后成刚1 7 1 。 纺粘法非织造布生产有三大核心技术，分别为成纤、成网和成布【1 6 】。纺粘 法成纤工艺与合成纤维生产的最大区别是聚合物熔融体被挤压出喷丝板后，采用 气流拉伸而非机械拉伸成纤。目前国际上纺粘法的成纤技术基本上形成了三大流 派，即宽狭缝式成纤、窄狭缝式成纤和管式成纤，分别以德国r e i f e n h a u s e r 公司、 意大利n w t 公司和意大禾u s t v 公司为代表。成网是纺粘技术的关键，直接影响布 的外观质量和物理指标。成网技术是与成纤技术密切相关的，目前铺网方式大致 分为三种，即自由松散式铺网、摆辊式铺网与打散式铺网。成布技术就是将所生 产的纤维网固化成最终产品的技术，目前已有热轧、针刺、水刺、热风等四种较 为成熟的技术。 纺粘法非织造布技术其比传统的非织造布工艺流程短，劳动生产率高，人均 产值大，单线生产能力强，并且产品综合性能好，应用面广，近年来发展速度较 快。纺粘技术占全世界市场的份额从1 0 年前的三分之一上升到现在的4 1 ，这一趋 势还会在相当一段时间内继续。 4 第一章绪论 我国从2 0 世纪9 0 年代初开始引进纺粘生产线，2 0 0 3 2 0 0 4 年，s a r s 的流行与 r e i f e n h a u s e r 生产线的国产化成功，使得我国纺粘法得到了高速发展。经过十多 年的发展，截至2 0 0 4 年底，全国已有纺粘生产企业1 4 3 家，生产线2 4 2 条，其中3 7 条为进口生产线，其余2 0 5 条为国产线。纺粘生产能力6 1 4 万t ，实际产量3 6 万t ， 已成为世界上仅次于美国的第二大纺粘法非织造布生产国，我国也从纺粘生产线 的进1 2 1 国发展成为设备的出口国【1 6 1 。预计至l j 2 0 1 0 年时，我国纺粘法非织造布的产 量可能达到1 0 0 万t ，将会成为世界上最大的纺粘法非织造布生产大国1 2 1 。 1 1 3 3 熔喷非织造布概述 熔喷法非织造布最早由美国海军研究所于1 9 5 4 年研究气流喷射纺丝法开始， 当时美国海军研究所纺得了极细的纤维，并制得由这种超细纤维组成的非织造 布。直到2 0 世纪7 0 年代后期，美国e x x o n m o b i l 公司将此技术转为民用，开始了工 业化的生产，才使得熔喷法非织造布技术得以迅速发展【1 8 】。 熔喷法非织造布的生产过程是：将聚丙烯切片通过螺杆挤压机使其熔融，经 过喷丝孔将其喷出成为纤维状，并在高速热气流的喷吹下，使之受到强大拉伸， 形成极细的短纤维，这些短纤维被吸附在成网帘上，由于纤维凝聚成网后仍能保 持较高的温度，从而使纤维之间相互粘连成为熔喷法非织造布，最后进行成卷打 包【1 9 1 。 现今，熔喷技术正以工艺简单、生产流程短、应用广泛而得到越来越多公司 的青睐，熔喷法非织造布在越来越多的领域得到了应用。由于熔喷法非织造布技 术生产出的纤维很细( 最细可至0 2 5 , u m ) ，同时熔喷布具有较大的比表面积、孔隙 小而孔隙率大，故其过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性等特性是其它单独工艺生 产的非织造布所难以具备的。熔喷法非织造布最广泛的用途是医用和工业用口 罩、保暖材料、过滤材料、医疗卫生材料、擦拭布、吸油材料、电池隔板等【1 8 】。 我国早在2 0 世纪5 0 年代术就开始了对熔喷技术的研究，8 0 年代开始出现熔喷 生产线。据不完全统计，截至2 0 0 5 年初，全国共有连续式熔喷生产线( 不包括s m s 复合生产线中的熔喷) 2 3 条，其中进口线5 条，其余均为国产线；间歇式生产线将 近3 0 0 条。熔喷生产线的总生产能力接近3 力t a ，2 0 0 4 年的实际生产量达1 8 5 万t ， 约占世界熔喷总产量的1 0 1 1 8 j 。 5 第一章绪论 表1 1 中国熔喷法非织造布( 连续线) 年生产能力在1 0 0 0 t 以上的企业( 2 0 0 4 ) 连续式 间歇式 生产能力 公司 条数幅宽m 条数 ( t a 。1 ) 天津泰达股份有限公司 21 6 、2 4o2 0 0 0 江阴金凤非织造制品有限公司 2 1 6 、2 4 o2 0 0 0 山东俊富无纺布有限公司 13 2o2 0 0 0 安徽奥宏超细滤材有限公司 21 63 1 5 0 0 邢台华邦非织造有限公司 21 61 41 5 0 0 1 1 3 4 纺粘法和熔喷法的结合 随着各种非织造布加工技术的日臻完善，各工艺之间相互渗透，向混杂化、 复合化方向发展是当前非织造布技术发展的一个十分明显的趋势，尤其是工艺之 问的复合颇受各设备制造商青睐。有人曾称，2 1 世纪非织造布工业的发展将围绕 熔喷、纺粘两项技术的融合而展开。e x x o nm o b i l 公司很早就称其已掌握了s m s 复合技术，但直到2 0 世纪9 0 年代初，r e i f e n h a u s e r 公司与e x x o nm o b i l 公司进行技 术合作后，s m s 复合生产线才得以商业化生产【1 引。 “未来的市场是纺粘与熔喷非织造布的复合产品市场，尤其是在卫生材料市 场 ，e c o t e x t i l 公司的常务董事p a v e lh u b a t y 说：“我们已在双组分熔喷纺粘复 合非织造布市场进行了全新的尝试，我们每年增加了1 0 3 0 的产品。 依据 i n d a 非织造布联合协会提供的数据，在过去1 0 年中，北美纺粘与熔喷形成的 s m s 结构的复合材料的增长是所有非织造布技术中增长最快的。2 0 0 0 年聚丙烯 纺粘非织造布及s m s 材料产量约为1 0 亿m 2 ，并预期将持续增长，超过其他非织 造布的增长速度【2 0 1 。m o g u l 公司的g o g u s 先生评论说：“我相信今后交易的主题 会是复合物”，“通过复合，你可以生产任何使用过去单一织物难以达到的非常 特殊的纺织品，可以满足不同的技术需要。我期望着双层纺粘织物得到发展，并且 我们努力在我们的熔喷生产线上进行不同方式的复合1 2 。 1 2s m s 非织造材料简介 1 2 1s m s 组合式工艺技术简介 s m s 复合非织造布中的s 是指s p u n b o n d 即纺粘，m 为m e l t b l o w n 即熔喷。s m s 复合非织造布是由上层s 布( 纺粘布) 、中层m 和( 熔喷布) 、下层s 布( 纺粘布) 三层 6 第一章绪论 通过热熔复合而成【2 2 1 。 s m s 复合非织造布技术是k i m b e f l y - - c l a r k 公司在8 0 年代初最先开发了纺 粘与熔喷复合技术并由此发展而来的，现己在世界范围内得到广泛应用i 们。 目前，s m s 复合非织造布的生产主要有两种形式，一种是在线复合，另一种是 离线复合。在线复合是指在两个或多个纺粘成网系统之间加设一套或多套熔喷装 置，形成s m s 、s m m s 、s m m m s 等复合型非织造布产品。离线复合是指先由两 种工艺分别制得纺粘法非织造布和熔喷法非织造布，再通过复合设备将此两种非 织造布复合在一起形成s m s 复合型非织造布。当今世界上可提供在线组合式s m s 技术的设备制造公司主要有德国r e i f e n h a u s e r 、美国n o r d s o n 、意大利s t p 等。 下图为s m s 在线复合工艺图【2 3 1 。 卜料斗；2 一螺杆挤压机；3 一计量泵；4 一纺丝单元； 5 一喷丝板；6 一网带；7 一热轧机：8 一卷绕机 图1 - 1 一步法s m s 生产流程图 1 2 2s m s 复合非织造布的特性 纺粘法非织造布的最大特点是具有连续长丝结构，纤维纤度范围大，与同克 重的其它非织造布产品相比强度高，纵横向比性能优越，但其成网均匀度和表面 覆盖性则不及其它一些成网产品；熔喷法非织造布为超细纤维结构，纤维直径细， 比表面积大，孔隙率小，过滤阻力小，过滤效率高，表面覆盖性及屏蔽性能均很好， 而其最大的弱点是强度低、耐磨性较型2 引。 s m s 复合非织造布充分地利用了两者的优势而克服了两者的缺陷，使s m s 既有良好的强力，又有良好的吸附性、过滤性和阻菌性。以p p 为主原料的s m s 复合非织造布具有如下的优异特性：( 1 ) 均匀美观的外观；( 2 ) 高抗静水压能力； 7 8 蚺一口绪论 ( 3 ) 柔软的手感；( 4 ) 良好的透气性；( 5 ) 良好过滤效果；( 6 ) 耐酸、耐碱能力强【9 i 围i - 2s m s 非缎造村料的电镜下结构 123s m s 复合非织造布的应用领域 s m s 复合非织造布产品具有的优异性能决定了其广泛的应用领域，目前i 三【 p p 为主要原料的s m s 复合非织造布主要应用在咀下领域i2 = i 。 ( 1 ) 薄型的s m s 产品因其防水透气性，适用于卫生市场，如卫牛巾、卫生护 挚、婴儿屎裤、成人失禁屎裤等的防渗侧漏边及背衬等： ( 2 ) 一 一等厚度的s m s 产品适用丁医疗领域，如外科手术服、于术也枷、手术 罩布、杀苗绷带、伤口贴、膏药贴等，同时也适用于1 = 业川工作服、防护服等； ( 3 ) 厚型s m s 产品广泛用于各种气体和液体的高教过滤利料，同时也是优良 的高效吸油材料，用在l 业废水除油、海洋油污清理和工业抹布等方i j 。 124 中国s m s 复合非织造布的发展情况 s m s 复台非织造句在中国的发展始于2 0 世纪9 0 年代朱。江阴会风非织造布有 限公司率先利用离线复台设备也产s m s 非织造布，至今巾国已有多家企i 生产 此种s m s 产品。p g i 南海南新无纺靠有限公司于1 9 9 9 年底从德国r e i f e n h a u s e r 公司 引进r e i c o f i l i h 型s m x s 生产线，醵线丁2 0 0 0 q4 月投广，至此我幽丌始了s m s 往线 复合非皇【 造布的7 k 产。2 0 0 3 年7 月，p g i 南海南新义在原来的“x ”空能，增加了 1 个“m ”熔喷头，使其刊以尘广。s m m s 复合产* i ：4 j 。 2 0 0 4 年2 0 0 5 年，中国新建了些存线复合s m s 生产企、忆表2 为午2 0 0 5 印 中国s m s 在线复合非纵造布生r 。似k 的自况。 第一章绪论 表1 2中国s m s 在线复合生产企业情况 企业名称设备产地 生产能力( t a ) 备注 p g i 南海南新公司德国莱芬 1 0 0 0 0s m s 、s m m s 湖北金龙非织造布公司德国莱芬 1 00 0 0s m s 辽阳石化公司无纺布厂日本n k k 1 00 0 0p e t 、p p 、s m s 杭州金富非织造布公司意大利s t p 1 00 0 0s m s 香河华鑫非织造布公司 意大利s t p1 00 0 0s m s 张家港骏马化纤股份公司美国诺信 1 00 0 0s m s 绍兴耀龙无纺布公司美国诺信1 00 0 0s m s s m s 温州昌隆公司自制 20 0 0 ( 日本进e l 熔喷头) 目前，在上述公司中，p g i 南海南新公司已正式生产；新投产的项目中湖北金 龙、辽阳石化已进入商业化运作，杭州金富、温卅i 昌隆或正在进行安装调试，或 刚刚完成调试进入试产阶段；绍兴耀龙、香河华鑫的设备正在安装中，张家港骏 马将在9 , - - , 1 0 月份安装完毕。预计这些公司在2 0 0 5 年底至2 0 0 6 年初可全部投入正 式生产，届时全国s m s 在线复合生产能力可达近8 万t a 。据悉，p g i 也将于2 0 0 6 年在苏州建厂投产r e i f e n h a u s e r 公司r e c o f i li v 型5 个模头的s m s 生产线。 除此之外，在过去的3 5 年中，中国还有一些企业可以生产离线复合的s m s ， 主要企业有江阴金凤非织造布制品有限公司、广东开平华士达制布有限公司、江 阴开源非织造布制品有限公司、浙江华银非织造布有限公司、山东俊富非织造布 有限公司等，其中江阴金凤非织造布制品有限公司的复合生产能力较大。2 0 0 4 年以后，又产生了一些新的企业，包括一些纺粘生产企业增设复合设备，通过购 买熔喷布进行离线复合，或一些熔喷企业通过增设纺粘线和复合设备来进行离线 复合，后者尤以江阴一带的企业为主1 2 4 j 。 1 2 5 国际上近期投产的在线s m s 非织造布生产线情况 欧美等发达国家在近3 - 5 年陆续上了多条s m s 非织造布生产线。除中国外， 亚洲其它地区如泰国、马来西亚、日本、韩国等近几年也都相继建立了s m s q i z 织 造布生产线。2 0 0 0 年以后，国际上各国建立的部分s m s z l i e 织造稚生产线情况如表 1 3 所示【2 4 1 。 9 第一章绪论 表1 32 0 0 0 年以后建立的部分s m s 生产线的情况 公司( 设厂地区) 工艺类型 生产能力a ) 建立时间备注 4 2 mr e i c o f i li i i u n i f i ( 美国) 5 个纺丝箱 2 0 0 0 02 0 0 1 型技术 p r o v i d e n c i a ( 巴西) s s m m s s1 8 0 0 02 0 0 2 北 p g i ( 墨西哥) 2 0 0 3r e i c o f i li i i 型 美 f q n ( 美国) 多纺丝箱 2 0 0 4 a v g o l ( 美国) s s m m s1 5 0 0 02 0 0 4 p g i ( 美国) 多纺丝箱 1 5 0 0 02 0 0 6 r e i c o f i l 型 f i t e s a ( e 西) 多纺丝箱1 5 0 0 02 0 0 6r e i c o f i li v 型 欧 p e g a s a l s l ( 捷克) s m m s1 2 0 0 02 0 0 4 洲 t e x n o v o ( 两班牙) 多纺丝箱1 5 0 0 0 2 0 0 5 r e i c o f i l 型 t s i ( 韩国) s m m s3 2 0 0 02 0 0 1 恒大集团( 台湾) s m m s1 3 0 0 02 0 0 1r e i c o f i l 技术 s a a f ( 沙特) s s m m s1 2 0 0 02 0 0 2 亚 b b a ( 泰国) s m m x s1 5 0 0 0 2 0 0 3 r e i c o f i l 技术 马来西亚 s s m m s1 3 0 0 02 0 0 3 洲 t s i ( 韩国) s m m s1 3 0 0 02 0 0 4 r e i c o f i l 技术 旭化成( 日本) s m m s2 5 0 0 0 2 0 0 4 2 0 0 5 f i b e r t e x ( 马来两亚) s m m s1 5 0 0 02 0 0 5r e i c o f i li v 型 s 删沙特) 多纺丝箱 1 8 0 0 02 0 0 6 r e i c o f i l 型 1 2 6 中国s m s 复合非织造布未来发展产品预测 根据2 0 0 4 年 - 2 0 0 5 年我国建立新的s m s 生产线情况和企业配备复合设备作 离线复合的情况看，在未来的3 - - - 5 年里，s m s 非织造布产量将会有较快的增长。 至1 j 2 0 0 6 年，我国在线和离线复合的s m s 类产品生产能力合计将达到1 0 万t a 以上， 按实际产量达到生产能力5 0 计，产量可达到5 万t 左右，约l 匕2 0 0 4 年增长1 1 5 倍左 右。据业内专家评述，中国现引进设备中较成熟设备的生产能力约有3 万t a ，其 它设备还需要时间验证，计入其它不定因素，估计在近3 5 年内我国在线复合 s m s 非织造布产量可能达到其能力的6 0 1 矧。 国际上一次性卫生用品是s m s t e 织造布巨大的市场应用空间，妇女卫生巾侧 边防渗、婴儿尿裤的腿根部的防侧漏边基本都是应用s m s 非织造布；同时，国际 上一些知名的大公司的卫生巾、婴儿尿裤、成人失禁产品的最外包覆层也都在使 用s m s 非织造布。据中国造纸协会生活用纸专业委员会的统计资料显示，2 0 0 4 年中国大陆卫生巾消费量达至j j 3 8 4 亿片，市场渗透率为5 9 5 ，卫生护挚的消费量 l o 第一章绪论 为1 6 5 亿片，市场渗透率为5 7 5 ；婴儿尿裤消费量达2 6 1 8 亿片，市场渗透率为 6 1 ，婴儿尿片消费量为6 1 5 亿片，婴儿尿裤尿片总的市场渗透率为7 5 6 ；2 0 0 4 年成人纸尿裤产销量o 2 5 亿片，成人纸尿片销售量约1 亿片，护理垫消费量为2 6 亿片，2 0 0 3 年各类成人失禁