熔噴無(wú)紡布的全稱為熔噴法非織造布(Meltblown Non-woven Fabric),是一種不經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)紡織工藝,而通過(guò)特殊方法制成的無(wú)紡布,其制造過(guò)程為,將聚合物(主要是聚丙烯)經(jīng)過(guò)高溫熔融,使其成為流動(dòng)的熔體狀態(tài),隨后通過(guò)噴絲孔擠出,形成細(xì)流。在擠出的瞬間,利用高速熱空氣流對(duì)這些熔體細(xì)流進(jìn)行牽伸,使其迅速拉伸變細(xì),形成超細(xì)纖維。這些超細(xì)纖維在空氣中冷卻固化,并在凝網(wǎng)簾或滾筒上隨機(jī)堆積成網(wǎng),最終依靠纖維自身的粘合作用,形成熔噴無(wú)紡布。這種獨(dú)特的生產(chǎn)工藝,賦予了熔噴無(wú)紡布一系列與眾不同的特性。?
從微觀結(jié)構(gòu)上看,熔噴無(wú)紡布的纖維直徑極細(xì),通??梢赃_(dá)到 1 - 5 微米 ,相較于普通紡織纖維或其他類型無(wú)紡布的纖維要細(xì)得多。這種超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)使得熔噴無(wú)紡布單位面積內(nèi)的纖維數(shù)量大幅增加,極大地提高了纖維的比表面積。大量細(xì)密的纖維相互交織,形成了無(wú)數(shù)微小且不規(guī)則的孔隙,造就了熔噴無(wú)紡布結(jié)構(gòu)蓬松的特點(diǎn)。?
基于上述微觀結(jié)構(gòu),熔噴無(wú)紡布在性能上表現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)。其過(guò)濾性能尤為突出,由于纖維間孔隙細(xì)小,能夠有效阻擋空氣中的微小顆粒,包括塵埃、花粉、細(xì)菌以及病毒等。當(dāng)含有這些顆粒的氣流通過(guò)熔噴無(wú)紡布時(shí),顆粒會(huì)被纖維捕獲,從而實(shí)現(xiàn)高效的過(guò)濾效果。同時(shí),通過(guò)對(duì)熔噴無(wú)紡布進(jìn)行駐極處理,使其帶上靜電,還能進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)微小顆粒的吸附能力,提高過(guò)濾效率,這也是其在口罩等過(guò)濾產(chǎn)品中不可或缺的關(guān)鍵原因。?
在屏蔽性能方面,熔噴無(wú)紡布能夠?qū)σ后w、氣體以及微生物等起到良好的阻隔作用,可用于醫(yī)療防護(hù)用品、隔離材料等,有效防止外界污染物的侵入。其絕熱性能良好,纖維間大量的空氣孔隙形成了一個(gè)個(gè)微小的隔熱空間,空氣的低導(dǎo)熱性使得熱量難以通過(guò),使其可用于保暖材料、隔熱材料等領(lǐng)域。熔噴無(wú)紡布還具備出色的吸油性能,對(duì)于油污等液體具有較強(qiáng)的吸附能力,常用于工業(yè)吸油氈、溢油清理等場(chǎng)景。此外,它還具有柔軟舒適、手感好、可直接接觸皮膚、環(huán)保衛(wèi)生、均勻性好以及疏水親油性等特點(diǎn),使其在醫(yī)療衛(wèi)生、家居用品等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。
熔噴無(wú)紡布的發(fā)展歷程可追溯到 20 世紀(jì) 50 年代。當(dāng)時(shí),美國(guó)海軍研究所為了收集上層大氣中的放射性顆粒,致力于研究氣流噴射紡絲法。1954 年,該研究成功紡出直徑在 5μm 以下的極細(xì)纖維,這一成果成為熔噴法非織造工藝的起源。然而在最初階段,熔噴無(wú)紡布技術(shù)主要停留在實(shí)驗(yàn)室研究層面,并未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。?
到了 20 世紀(jì) 70 年代,美國(guó) Exxon Mobil 公司對(duì)熔噴法技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),并將其成功轉(zhuǎn)化為民用,開(kāi)啟了熔噴無(wú)紡布工業(yè)化生產(chǎn)的新篇章。此后,熔噴法非織造布技術(shù)得以迅速發(fā)展,相關(guān)設(shè)備和工藝不斷完善,產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸拓寬。隨著技術(shù)的傳播,歐洲、亞洲等地區(qū)的一些國(guó)家也開(kāi)始引進(jìn)和發(fā)展熔噴無(wú)紡布技術(shù),全球范圍內(nèi)的熔噴無(wú)紡布產(chǎn)業(yè)逐步興起。?
我國(guó)對(duì)熔噴技術(shù)的研究起步也較早,20 世紀(jì) 50 年代末,中國(guó)核工業(yè)部二院等機(jī)構(gòu)就已著手這方面的研究。但早期國(guó)內(nèi)的熔噴設(shè)備多為間歇式,生產(chǎn)效率較低,產(chǎn)品應(yīng)用范圍相對(duì)較窄,主要集中在電池隔板、過(guò)濾材料、吸油材料等領(lǐng)域。90 年代初,中國(guó)紡織大學(xué)、北京超綸公司等單位設(shè)計(jì)出間歇式熔噴設(shè)備,并在國(guó)內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn)近百臺(tái),但由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的局限,熔噴布的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)工作進(jìn)展緩慢。?
1994 年,天津泰達(dá)、江陰金鳳、安徽奧宏(安徽奧美)分別從美國(guó) Accurate、德國(guó) Reifenhauser 引進(jìn)了 3 條 1.6 米寬幅連續(xù)式熔噴生產(chǎn)線,這是我國(guó)熔噴無(wú)紡布產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。此后,國(guó)內(nèi)熔噴無(wú)紡布的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備水平得到顯著提升,產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大幅提高。天津泰達(dá)主要針對(duì)空濾 / 口罩市場(chǎng),安徽奧美傾向于吸油材料市場(chǎng),江陰金鳳則開(kāi)啟了二步法 SMS 的市場(chǎng),并后來(lái)進(jìn)入了擦拭布市場(chǎng)。?
2003 年,SARS 疫情爆發(fā),對(duì)手術(shù)衣、防護(hù)服等醫(yī)療材料的需求急劇增大,這一事件極大地推動(dòng)了我國(guó)熔噴無(wú)紡布產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2004 - 2005 年,國(guó)內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn)了 SMS 生產(chǎn)線,熔噴無(wú)紡布在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用得到進(jìn)一步拓展。2007 年,熔噴法非織造布實(shí)際產(chǎn)量?jī)H為 2.23 萬(wàn)噸 / 年 。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng),到 2018 年,在線復(fù)合 SMS 非織造布生產(chǎn)線全國(guó)已有 123 條,實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到 63.5 萬(wàn)噸 / 年。?
2020 年,新冠疫情的突然爆發(fā),使得口罩等醫(yī)療防護(hù)用品的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng),作為口罩核心材料的熔噴無(wú)紡布更是成為市場(chǎng)焦點(diǎn)??谡中枨蟮募ぴ鰧?dǎo)致熔噴無(wú)紡布產(chǎn)量迅猛增長(zhǎng),價(jià)格也在短期內(nèi)大幅波動(dòng)。2021 年,隨著全球疫情防控形勢(shì)的變化以及口罩需求的下降,熔噴無(wú)紡布產(chǎn)量有所下滑。但 2022 年,疫情的反復(fù)爆發(fā),又使得熔噴無(wú)紡布需求仍處于增長(zhǎng)階段。整體來(lái)看,由于口罩尤其醫(yī)用口罩需求仍較為旺盛,熔噴無(wú)紡布在一定時(shí)期內(nèi)存在供給缺口。研究報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,2019、2020 和 2021 年我國(guó)熔噴無(wú)紡布產(chǎn)量約分別為 6.65 萬(wàn)噸、10 萬(wàn)噸和 8 萬(wàn)噸。