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5種非織造醫療防護材料制備技術對比
http://www.upn46.com 2018-01-24 11:28:58 紡織導報

非織造醫用防護材料是20世紀90年代發展起來的,當時歐美一些發達國家利用非織造先進技術,開發出了一種成本低廉、外觀及手感接近傳統紡織品的水刺非織造布,成為替代傳統紡織品的優異材料。發展至今,非織造醫療防護材料的加工方法已經相對比較成熟,根據其制備技術的不同,目前主要有紡粘、熔噴、SMS復合技術、水刺及閃蒸等幾類。

 

 

紡粘非織造技術

紡粘法非織造材料作為防護材料其強度和舒適性能滿足要求,但是在阻隔性能上相對弱一些。針對這個問題,細旦化紡粘技術成為一大研究熱點。德國的Freudenberg(科德寶)公司首先發明的雙組分紡粘水刺技術,利用中空桔瓣型紡絲組件,將熔體細流從噴絲孔擠出之后,經冷卻吹風、氣流牽伸形成長絲鋪置在成網簾上,再利用高壓水刺技術進行開纖及固網,其阻隔性能相對比普通的紡粘或水刺非織造材料好,因此可用于醫療防護材料。

 

 

土耳其非織造布生產商Mogul最近就推出了一款可用于手術衣的這種材料,其開纖后的纖維比發絲細100倍,能阻隔微生物、具有抗血液和酒精的特性,還具有良好的吸濕透氣性、隔熱性,這種非織造材料的微孔結構和防護性能使其成為了醫用防護服的理想材料。

 

 

熔噴非織造技術

熔噴法最大的特點是纖維非常細,經自身粘合之后結構蓬松,孔隙率高,平均孔徑小,具有非常好的阻隔性能,但是產品的強度和耐磨性不高。有人在此基礎上進行了改進,借鑒紡粘技術,在保證纖維細度不變的情況下,對經過熱空氣噴吹的熔體細流進行短距離的冷卻吹風,然后通過熱粘合固網,發現產品的強度有所提高,可以應用于對強度要求不太高的場合。

 

 

考慮到熔噴纖維細、壓縮回彈性差的問題,美國3M公司率先開發了插層熔噴技術,即在傳統熔噴生產的過程中,在熔噴纖維流中噴吹入粗旦高卷曲的中空彈性短纖維,在同樣的克重下,產品的壓縮回彈性大大提高,且結構變得更為蓬松,透氣透濕性能也有所提高;此外,粒子在材料中通過的路程曲折變長,從而增加了攔截作用,使得對顆粒的阻隔效果大大提高。

 

 

另一不改變熔噴非織造材料透氣透濕性能,而使其阻隔微小顆粒的性能大大提高的途徑是駐極方法。經過駐極的熔噴法非織造材料可以通過靜電吸附機理捕捉更多與其電荷相反的顆粒,從而大大提高其過濾性能。

 

 

SMS復合技術

鑒于紡粘非織造材料阻隔效果不好、熔噴非織造材料強度不高的特點,有人利用紡粘布的強力和耐磨性將其作為表層,利用熔噴布的阻隔性能將其作為芯層制備了SMS復合非織造材料。針對目前SMS復合防護材料大部分采用PP為原料,對各種放射性物質的防護性能較差的問題,天津工業大學劉星等人與海軍某部門合作,在SMS材料上利用硫酸鋇進行涂層,能防止放射性物質的穿透,因此可用于醫護人員免受不必要的放射性物質干擾,引發病變,起到了更好的隔離防護作用。涂層材料還可以做成緩釋微膠囊形狀進行涂層,在受到外力的作用時,微膠囊破裂,防護性能增強。

 

 

水刺非織造技術

對于短纖維經過梳理成網再水刺固網的非織造材料,雖然在柔軟貼膚、吸濕透氣等服用性能上占有很大的優勢,但由于阻隔性能較差,只能做一般的醫用材料,防護性能不是很好。英國利茲大學早在2009年就開發出了一類功能化水刺非織造材料,這種材料在水刺的過程中利用特殊的裝置使水刺非織造材料形成空穴結構,在空穴結構中可以添加緩釋消毒劑膠囊。

 

 

這種帶有緩釋消毒劑微膠囊的功能水刺非織造材料可以做成交叉感染防護材料,放置在醫院與人體接觸的門把手、扶手等地方,當人手推門或關門的時候,帶病患者會把病菌通過手傳遞到接觸把手上,這時微膠囊在人手壓力的作用下就會釋放消毒劑,有效殺死病菌,其他患者或健康人群再接觸把手就不會被感染。這類防交叉感染非織造防護材料已經在英國的一些醫院應用,效果非常好。

 

閃蒸非織造技術

相比SMS,閃蒸技術由于采用的溶液紡絲方法成形,溶劑為可揮發性有機溶劑,回收比較困難,在空氣中濃度較高容易引發爆炸事故;此外,在生產過程中,纖維的紡絲速度控制非常困難。目前該技術被美國DuPont(杜邦)公司壟斷,其閃蒸法產品Tyvek制成的防護服結合了防護性、耐用性和舒適性,可保護工人免受小至微米級顆粒的傷害,但是成本相對較高。國內天津工業大學夏磊等人正在研究閃蒸工藝的國產化技術,目前已經與山東青島華世杰環保有限公司合作建立了中試生產線。

 

 

獲取詳細信息,請參看《紡織導報(產業用紡織品增刊)》“非織造醫用防護材料技術進展及發展趨勢”一文。

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