2020年上半年的一场疫情、一场“口罩荒”,给各行各业的经济带来了巨大的打击,同时也给很多和防疫物资有关的行业、材料一次站上风口的机会,熔喷布就是其中一项。因为熔喷布又是口罩生产必备材料,而且在疫情之前的小众产品,上半年有一段时间也出现了一次“熔喷布荒”,因此熔喷布这个词在这场疫情中也被无数人所熟知。


只是,大多数人都知道熔喷布口罩原料,却不太了解除了做口罩,熔喷布还有什么作用。下面,模切之家带您了解一下除了做口罩,熔喷布还有哪些市场前途?



其实,作为“口罩之魂”的熔喷布因为其良好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性等诸多明显的优点,早就被广泛运用了。


在医疗领域,常常将熔喷布和纺粘布一起加工成SMS复合无纺布,得到强力高、高效隔菌的产品,防止带有细菌或病毒的血液、污液等侵入人体。除了口罩,我们常见的手术服、手术帽、防护服、伤口帖等也都采用该材料。



如果仅仅从口罩市场的角度来看熔喷布前景,随着国内疫情的逐渐平复以及熔喷布产能上升,就有人说熔喷布卖不出去了,更有甚者说熔喷布行业遭遇了滑铁卢!



但是说熔喷布卖不出去为时过早,因为,熔喷布除了用于口罩的生产原料,在空气净化材料、过滤材料、吸油材料、洁净擦布、保暖材料等领域同样前景广阔。


空气净化材料


经过静电驻极处理的熔喷材料,用于空气过滤时,具有初始阻力低、容尘量大,过滤效率高等特点,空调过滤系统、滤芯材、除尘器滤袋都可用这种材料制造。


液体过滤材料及电池隔膜


熔喷布用于过滤酸性和碱性液体、油等具有十分优良的性能,可用于电子工业的感光抗蚀剂的过滤;医药工业药物、生物、合成血浆产品的过滤;食品工业的饮料、啤酒和糖浆液过滤;自来水净化过滤以及环境废水过滤等。


经过处理,具有亲水性能的PP熔喷布还可用于制作手机的电池隔膜,有很高的附加值。


吸油材料及工业用擦布


熔喷布制成的各种吸油材料,吸油量可达自重的14-15倍,广泛用于环保工程、油水分离工程,此外,在工业生产中,可作油及灰尘的洁净材料。这些应用都充分发挥了聚丙烯本身的特性及熔喷所制得超细纤维的吸附性。


保暖材料


熔喷布具有比表面积大、空隙小、空隙率高等特点,这种结构中贮藏有大量的空气。而空气的导热系数比一般的纤维小很多,就有效阻止了热量散失,使其具有很好的隔热、保温作用。被广泛用于服装和各种绝热材料的生产中,如作滑雪服、登山服、被褥、保暖内衣等。


当然,熔喷布、无纺布在市场上的应用场景仍然广阔。经过这次疫情,国内外对于“过滤”与“净化”的关注度也已空前提升,这更给了熔喷布厂商充分的市场信心。


一、医用口罩结构的基本结构


医用口罩一般由无纺布、熔喷布、鼻梁条、耳带 等构成,部分医用□罩带有呼吸阀,如图1所示。主体结构为三层无纺布,又称SMS结构。


鼻梁条是口罩里面的一根细 胶条,起着口罩国定在鼻梁上的作用。口罩鼻梁条全 部由聚烯炷树脂制成。


鼻梁条也有用金属条制作的。口罩耳带是穿戴口罩绳类产品,一般用TPUM质口罩 松紧带或无纺布松紧性耳绳耳带等。



二、医用□罩材料及加工


2.1医用口罩材料介绍


医用口罩中间的过滤层(M层)是熔喷过滤布, 熔喷过滤布的主要材料就是熔喷布专用聚丙烯熔喷专 用料。这种材料是一款熔指为1 500左右的熔喷专用PP,具有超高流动,低挥发和窄分子量分布的特性, 灰分可控制在200><10一6以内。具有超高的流动性,低 挥发特性,成型后的过滤层具有较强的过滤性、屏蔽 性、绝热性和吸油性,能够满足医用口罩核心层单位 面积纤维数量和表面积的各顶标准。


无纺布(S层)是相对纺织布来说,就是非纺织 的布,是纤维而构成的。采用聚丙烯粒料为原料,高 温熔融后经挤压纺丝、拉伸、铺纲、黏合和卷取连续 —步法生产而成⑶。也称纺黏无纺布,它是在聚合物被挤出、拉伸而形成连续长丝后,长丝铺设成网, 纤网再经过自身黏合、热黏合、化学黏合或机械加国 方法,使纤网变成无纺布⑷。


口罩的S层和M层尽管原料都是聚丙烯专用树脂, 但熔喷布专用料与其他无纺布原料在生产工艺和性能上存在很大差异。


2.2无纺布制作过程


无纺布即非织造布。非织造技术有纺丝成网法(即纺黏法)和熔喷法。两种方法工艺原理相似,即聚合物都要在熔融状态下,由喷丝孔挤出。纺黏法工艺是 使离开喷丝孔的细丝经气流拉伸后形成长丝,铺放到成网帘上;熔喷发工艺是使喷丝孔的溶体在高速热空 气作用下被吹成超细的短纤维,以极高速率飞向凝网 帘带或者滚筒形成纤网,纤网经热黏合或者自身黏合 加固成无纺布⑶。


其中熔喷布,俗称口罩的“心脏二 是口罩中间 的过滤层,能过滤细菌,阻止病菌传播。熔喷布是一 种以高熔融指数的聚丙烯为材料,由许多纵横交错的 纤维以随机方向层叠而成的膜,纤维直径范围0.5-10 um,其纤维直径大约有头发丝的1/30。图2是拍摄的 熔喷布结构照片(飞纳台式扫描电镜拍摄⑹)。


2.3熔喷无纺布过滤原理


新型冠状病毒尺寸很小,在100 um (0.1 um)左右, 但是病毒无法独立存在,其传播途径主要有分泌物和 打喷嚏时的飞沫,飞沫的大小在5 um左右。熔喷布本质上是一种纤维过滤器,含有病毒的飞沫靠近熔喷 布后,也会被静电吸附在表面,无法透过。



2.4熔喷无纺布制备


熔喷法是一种长纤维拉伸工艺。聚合物经由直线 排列的小孔挤出,在呈一定角度的高速热气流喷射下 形成纤维。这些纤维因拉伸或者延伸变细,经由空气 冷却,在运动着的带有真空抽吸的传送带上形成一张 多空结构的平网。不同设计的PP熔喷生产线基础单 元是共同的。包括:①喂料系统,通常是螺杆挤出机;②计量泵系统;③熔喷模头(纺丝组建);④空气供应 系统;⑤收集装置;⑥卷绕系统⑺。


熔喷法工艺原理如图3所示⑻。聚合物母粒放人 挤出机,并在挤出机内熔融,温度在240 °C左右(针对 聚丙烯一熔喷法采用的主要树脂)。熔体通过计量泵, 到达熔喷模头。计量泵测量输出到喷嘴的熔体流量。喷丝嘴是一排间距不到1 mm,直径在0.2-0.4 mm的 毛细管。在的两侧就是进气孔,加人250〜300 °C的压 缩空气。在刚刚形成的聚合物挤出喷丝头时,压缩空 气的头端作用于聚合物,以高于声速(550 m/s)的气 流将热长丝牵伸至直径1〜10 um,根据其物理特性这 种网被称为微纤网。热空气向下流动时与周围空气混 合,使纤维冷却并最终国结成短而细的纤维。图4为 熔喷加工示意图。




熔喷法借助高速热气流使刚挤出的高聚物熔体迅 速高倍拉伸国化成形的纺丝方法。优点是工艺流程短, 可以纺丝直接制成无纺织物。熔喷无纺布属非织造布 的一种。由于熔喷工艺的独特性,使其生产出来的纤维近乎超细纤维,因而熔喷无纺布具有优异的阻隔过滤性、透气性、吸油性,广泛用于医疗防护(包括部 分防护衣服等)。


2.5 SMS层合成及口罩加工


S、M、S均铺在一条运动 的网帘上,形成纺黏、熔喷、纺黏的复合纤维层,然 后经过热扎机进行热黏合,最后经过卷绕机形成非织 造布。还有一种是离线复合将先由纺黏和熔喷两种工艺分别制得纺黏无纺布和熔喷纺黏布,再经过复合设备 将两种无纺布复合在一起形成SMS复合型非织纺布[9]。在线复合和离线复合都有各自的有点和不足。


在线复合的产品质量好,生产量大,但是生产线设备昂贵;离线复合投资小见效快,相对的生产效率不是很高。根据各自的条件选择复合的方式。


疫情刚开始的时候,许多厂家争先恐后生产熔喷布。如今,口罩市场已经饱和,熔喷布价格也一落千丈。不过好在熔喷布除了做口罩之外,用途范围还是相当广的。疫情期间“上车”加入熔喷布生产的商家,可以考虑一下把熔喷布用在其他有用的地方了。