1前言

熔喷法是本世纪50年代发展起来，依靠高速、高温气流喷吹聚合物熔体使其得到迅速拉伸而制备超细纤维的一种方法。聚合物切片通过挤压机加热加压成为熔融状态后，经熔体分配流道到达喷头前端的喷丝孔，挤压后再经两股收敛的高速、高温气流拉伸使之超细化。超细化的纤维冷却固化沉积于集网帘装置上形成纤度极细的熔喷法非织造布。熔喷法非织造布所具有的超细纤维结构决定其产品非常适合做过滤介质等。熔喷法技术是一种将树脂切片制成纤维网的一步法成布技术，可以生产出纤维直径在2～5μm，甚至可以制造出纤维平均直径为1μm的非织造布。

 

熔喷法属于聚合物挤压法非织造布加工技术，它利用气流对聚合物熔体进行快速拉伸制得纤维，纤维在气流作用下落到收集网帘上，并随机铺叠得到纤网，同时依靠纤维间的相互粘合使纤网固结获得最终产品。目前，该技术主要用于过滤材料、医用材料、卫生材料和服装材料等领域，还用于电气电子产品等空气净化系统、吸油毡、铝蓄电池隔板、细菌滤材及医用口罩等等领域。

 

2熔喷法非织造布设备的最新进展

最近几年，随着科学技术的不断发展，熔喷法设备喷头的数目和喷头的宽度不断增加，同时喷头在纤网的纵向和横向也发生了显著变化。熔喷法设备喷头的安装形式已由最早的固定安装发展为活动安装，同时实现了熔喷法模头能与纤网输出方向垂直安装和倾斜安装，并且熔喷法设备的模头已由最早的狭缝式发展为方形、圆形等形状的纺丝孔。这种新型的喷头设备不仅能显著降低成本，节约能量，而且还能显著提高产品质量。熔喷法非织造布设备的自动化水平和机电一体化水平也在不断提高。生产工艺已由早期的单组分纤维生产发展为双组分纤维和多组分纤维生产，现在熔喷法设备已由单一型设备发展为多种复合型设备。随着熔喷法用原料和技术的发展，其产品已由普通的单一型发展到多种复合型。其产品的特点是保温性好，手感柔软，悬垂性佳，强度低，耐磨性差，纤维很细，表面积大。

 

近年来，国外熔喷法非织造布设备有了创新性的发展，主要包括以下几个方面。

 

1. 美国的JMI公司更改了常规的熔喷法模头，通过把熔喷法模头分成数个2．54～5．08cm的并列装置来把热熔胶喷到基布上，这些并列装置每个都有1个内阀，具有能快速更换模头的特点。目前，该公司先后研制出用于形成不同纤维花纹的新技术，且在组合热熔胶模头上，开发了新的系统以及并列互换组件的积木式熔喷法模头结构的新技术，该结构的显著特点是可通过增加或减去组件而被很容易地改变模头长度。

 

1. 德国的莱芬豪舍公司研制了新型熔喷法模头的改良结构，这种设备具有很高的生产效率，其产品性能良好，并能用于拉伸及热定型粗纤维熔喷法纤网的改进结构。

 

1. 美国3M公司开发了能生产高温稳定熔喷法非织造布的设备，其产品特点是非织造布是由多层熔喷法微纤维组成；美国另一家公司BiaxFiberFilm开发了多排喷丝孑L的熔喷法新型设备，其特点是具有非常高的生产效率。

 

1. 金佰利公司开发了能降低喷丝孔堵塞的狭缝模头熔喷法新技术，同时，该公司还开发了熔喷／纺粘用新型装置，该装置会使牵伸气流呈流线状，其显著优点在于低耗下能生产出卷曲与非卷曲纤维。

 

1. 日本的Chisso公司开发了双组分共轭纤维熔喷法纤网以及海岛纤维熔喷法纤网的新型设备。

 

1. 其它公司，如Tendec公司已开发了非弹性熔喷法纤网取得横向弹性的新型工艺技术；Fiber—web公司开发了使用毛细管熔喷法模头新技术；Mende公司开发了利用高强优异屏蔽性的低旦和微细旦纤维新技术和新工艺，其特点是利用多组分模头来生产低取向度而且容易分裂的中空长丝纤维。

 

3熔喷法非织造布的新型数学模型

早期的熔喷法气流拉伸数学模型有两种，即基本模型和二维模型。这两种模型的区别在于是不是考虑纤维的横向运动，同时，这两种方法没有包含设备参数，仅仅考虑了喷头到集网装置的距离，该模型有显著的缺陷。最近，Shambaugh研究了熔喷法气流拉伸的三维数学模型，该模型不仅考虑了纤维的横向运动，而且也考虑了纤维的纵向运动，同时弥补了一维和二维模型的缺陷。这种模型较好地反映了熔喷法气流拉伸过程，在生产实践中能减少熔喷法非织造布的纵向和横向的强度差异，提高了产品的强度。Shambaugh建立的熔喷法非织造布气流拉伸机理的三维数学模型标志着该研究已进入一个新的发展领域。

 

熔喷法非织造布气流拉伸的模型包括4个方程，即连续方程、动量方程、能量方程和本构方程，这些方程考虑了气体拉伸力、流变力、重力等等的平衡关系。

 

 

 

 

 

熔喷法聚合物拉伸理论模型中采用幂律流体的本构方程无法给出其弹性特点，与实际情况有一定的差距。进一步的研究应探求一个既能说明熔体粘性的特点，又能说明弹性特征的本构方程，从而使聚合物拉伸理论更加完善。进一步的研究应探求建立一个气流拉伸机理的三维数学模型。

 

4熔喷法非织造布原料的开发

生产熔喷法非织造布的聚合物主要有聚酯、聚乙烯、尼龙等聚合物。目前，生产熔喷法法双组分非织造布的聚合物主要包括以下产品。

 

4．1皮芯层聚合物

这种类型有同心、偏心和异形的，一般情况下以廉价材料做芯，具有特殊性能的聚合物做外皮层，例如芯层为聚丙烯，外皮为可粘接用的低熔点聚乙烯或改性聚丙烯等等。

 

4．2末端型聚合物

该类型是在具有三叶形或十字形的末梢复合另一种聚合物，例如做导湿和导电纤维时，可以在顶尖上复合防导电聚合物，这样不仅具有导湿导电和抗静电的功能，而且还可以节省导电聚合物用量，降低生产成本，提高经济效益。

 

4．3微细旦型聚合物

该类型不仅可以呈桔瓣型、条形剥离型，而且也可以是海岛型纤维。用这两种不相容的聚合物剥离不仅做成超细纤维网，也可以做成纳米纤维网。

 

4．4混合型聚合物

该类型是将不同材料、不同颜色、不同纤维、不同截面形状，甚至和皮芯并列纤维混合的既有共混，又有双组分纤维的纤维网，这样就可以使纤维网具有所需要的各种性能。

 

5结语

综上所述，在21世幺己的今天，熔喷法非织造布的发展将与其他非织造布工艺相结合，它将基于新的机理，并开发新的产品，作为一种独特的非织造布技术，必将得到进一步的发展。随着科学技术的不断发展，熔喷法非织造布生产已跨入一个崭新的新世纪。