實(shí)用技術(shù) | 從選材到加工,全面解析醫(yī)療衛(wèi)生材料
嬰兒紙尿褲是一次性衛(wèi)生制品的代表,柔軟、輕薄、安全、舒適、貼身、吸收性能良好是其發(fā)展方向。隨著應(yīng)用部位的不同,嬰幼兒紙尿褲不同部位所用非織造布材料的特性也不一樣。醫(yī)療制品也是如此,根據(jù)用途、應(yīng)用部位、防護(hù)要求等級(jí)等對(duì)材料有不同的要求,不僅規(guī)格繁多,對(duì)性能也有不同的要求。
選材篇
目前,國內(nèi)用于衛(wèi)生、醫(yī)療制品的紡粘法非織造布和SMS非織造布基本采用圓形截面的單組分聚丙烯(PP)纖維。隨著技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)已出現(xiàn)雙組分的紡粘產(chǎn)品和SMS產(chǎn)品,但受紡絲速度限制,主要還是使用PP、PE等聚烯烴原料。由于用并列型(S/S)雙組分纖維制造的非織造布產(chǎn)品結(jié)構(gòu)蓬松,比一般單組分纖維及皮芯型(S/C)雙組分纖維有更好的手感,用作衛(wèi)生制品材料時(shí)效果會(huì)更好。但因S/S型兩種組分的比例可能接近,但特性又不一樣,因此產(chǎn)品基本不能直接回收。
目前雙組分技術(shù)主要用于紡粘系統(tǒng),熔噴系統(tǒng)仍然是單一組分。我國的雙組分紡絲組件技術(shù)尚不成熟,國內(nèi)雙組分SMS生產(chǎn)線使用的核心部件仍需依賴進(jìn)口。雙組分系統(tǒng)的購置價(jià)格較高,在一定程度上影響了技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣。
加工篇
1、紡絲牽伸系統(tǒng)
按紡絲牽伸原理來分,主要有寬狹縫負(fù)壓牽伸系統(tǒng)、寬狹縫正壓牽伸系統(tǒng)和管式牽伸系統(tǒng)等 3 種工藝。使用寬狹縫正壓牽伸工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品,其風(fēng)格及特性不及用寬狹縫負(fù)壓牽伸工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品。
寬狹縫負(fù)壓牽伸系統(tǒng)是目前主流的紡絲系統(tǒng),全球的主要廠商都在使用這種工藝,國內(nèi)90%的PP紡粘系統(tǒng)使用這種工藝,也是SMS生產(chǎn)線紡粘系統(tǒng)的首選。使用寬狹縫負(fù)壓牽伸工藝的纖維較細(xì)(可達(dá)0.7 D)、均勻度好,產(chǎn)品的縱橫向強(qiáng)力比較?。∕D/CD<2),斷裂伸長(zhǎng)率低,能耗也較低。寬狹縫負(fù)壓牽伸的速度較低(2000 ~ 3500 m/min),一般僅用于PP、PE類聚合物加工,產(chǎn)品存在“云斑”現(xiàn)象。
管式牽伸系統(tǒng)的牽伸速度>5000 m/min,纖維牽伸較充分、強(qiáng)力較高,可用于PP類聚合物的紡絲系統(tǒng),也是目前主流的PET類聚合物的紡絲工藝。由于采用機(jī)械擺網(wǎng)技術(shù)及靜電分絲技術(shù),產(chǎn)品的縱橫向強(qiáng)力差異較?。∕D/CD可接近1.1 ~ 1.2)。但鋪網(wǎng)均勻度較差,手感欠佳,“云斑”現(xiàn)象較嚴(yán)重,能耗也較高(1300 ~ 1500 kW·h/t),在醫(yī)療、衛(wèi)生制品領(lǐng)域缺乏優(yōu)勢(shì),因此市場(chǎng)占比極小。
寬狹縫正壓牽伸系統(tǒng)的牽伸速度可達(dá)5000 ~ 8000 m/min,能用于各種聚合物。該工藝的纖維牽伸充分、纖維細(xì)度可控性好,可達(dá)1.2 D或更細(xì),拉伸強(qiáng)力高。使用此工藝制造的產(chǎn)品,均勻性比不上寬狹縫負(fù)壓牽伸工藝,克重<20 g/m2產(chǎn)品的縱橫向強(qiáng)力差異大(MD/CD可>3),是能耗高的工藝。因此,這類產(chǎn)品在醫(yī)療、衛(wèi)生制品領(lǐng)域乏善可陳。
2、纖網(wǎng)固結(jié)設(shè)備
纖網(wǎng)的固結(jié)方式有多種,在熔體紡絲成網(wǎng)非織造布生產(chǎn)線、特別是在SMS生產(chǎn)線上,熱軋機(jī)是常用的設(shè)備。紡粘生產(chǎn)線還會(huì)用到熱風(fēng)固結(jié)工藝,但前提必須是雙組分纖維,產(chǎn)品可以媲美熱風(fēng)非織造布,且物理性能及生產(chǎn)效率比熱風(fēng)布更好,是一種正在發(fā)展的新工藝,目前尚未得到廣泛應(yīng)用。
采用熱軋固結(jié)工藝時(shí),要求熱軋機(jī)有良好的軋輥撓曲變形補(bǔ)償性能,對(duì)產(chǎn)品的物理性能及生產(chǎn)線的速度有很大影響。加工衛(wèi)生制品材料,纖網(wǎng)的克重小,設(shè)備線壓力小、運(yùn)行速度快,產(chǎn)品的觸感是主要關(guān)注點(diǎn);加工醫(yī)療制品材料時(shí),要求熱軋機(jī)的線壓力高、分布均勻,阻隔性能和強(qiáng)力較高。
目前,國內(nèi)的熱軋機(jī)制造廠家很多,但有能力制造速度在400 m/min以上高性能設(shè)備的不多,有部分機(jī)器還存在高速性能差、軋輥磨損嚴(yán)重、使用壽命短,噪音大等缺陷,現(xiàn)階段仍不能為大型、高速生產(chǎn)線配套。目前國外僅有德國兩個(gè)廠家制造Y型三輥熱軋機(jī),國產(chǎn)設(shè)備仍處于試運(yùn)行階段。
3、后整理系統(tǒng)
(1)在線后整理系統(tǒng)
除了采用共混紡絲的方式,通過添加專用添加劑也可改善纖維的剛性和產(chǎn)品的手感和柔軟性。此外,也可通過在線后整理使衛(wèi)生制品具有親水、拒水功能。在線后整理系統(tǒng)是配置在生產(chǎn)線熱軋機(jī)與卷繞機(jī)之間的一個(gè)系統(tǒng),主要包括上液和烘燥兩個(gè)裝置。Kiss Roll是目前上液裝置的一種主流機(jī)型。烘燥裝置則有紅外線干燥、熱風(fēng)干燥、圓網(wǎng)熱風(fēng)穿透干燥等多種形式。
(2)離線后整理系統(tǒng)
醫(yī)療制品材料經(jīng)常需要具備阻燃、抗靜電、抗酒精滲透、抗體液和血液滲透等功能,由于實(shí)現(xiàn)其中的一些功能需要在較低的速度下進(jìn)行,這時(shí)就需采用離線后整理生產(chǎn)線。離線后整理系統(tǒng)常采用液下浸軋方式上液,材料的水分含量很高,整理油劑消耗量、干燥水分的能耗都比在線處理系統(tǒng)多。要求有較高的水分干燥能力,運(yùn)行速度達(dá)到150 m/min已能滿足要求。
4、卷繞機(jī)、分切機(jī)
大型生產(chǎn)線普遍采用“大卷徑、離線分切”加工工藝,將產(chǎn)品的卷繞與分切過程分別在卷繞機(jī)、分切機(jī)上進(jìn)行。要求卷繞機(jī)以恒張力卷繞、鋸齒刀橫切斷,分切機(jī)采用主動(dòng)放卷、恒張力卷繞方式運(yùn)行,并使用圓盤形剪切刀分切產(chǎn)品,避免產(chǎn)生毛邊、落絮或有污染物存在。
隨著衛(wèi)生制品材料向柔軟化和輕量化發(fā)展,分切加工的難度增加很多,只有使用閉環(huán)的自動(dòng)張力控制系統(tǒng)的分切機(jī)才能有較好的分切質(zhì)量。
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