医用口罩滤材质量控制.doc

《医用口罩滤材质量控制.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医用口罩滤材质量控制.doc（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、医用口罩滤材的开发和质量控制摘 要医用口罩滤材主要是指组成医用防护口罩的滤芯材料，也就是指超细熔喷滤料。这种滤料具有复杂的组成结构，其中纤维随机三维分布，材料中含有大量的微小空隙，这种大量微小空隙的叠加，构成了各种类型的的弯曲通道或路径，这样便大大地增加了悬浮于流体中的颗粒产生碰撞而将其滞留的概率，进而有效地过滤了空气中的微粒。从过滤原理分析超细熔喷滤料过滤颗粒主要有五种机理：拦截作用、惯性撞击作用、扩散作用、重力作用、静电吸附作用，其中在医用口罩滤材中起主要作用的是拦截作用、惯性撞击作用和静电吸附作用。本课题介绍了医用口罩滤材的一般加工工艺流程，以PP（聚丙烯）为原料，另加驻极料，经过一定的

2、比例混合后，通过螺杆机压机挤压熔融喷出，最后在成网帘上以自粘合的方式凝结成布。对刚形成的布进行严格的质量检测，检测主要通过两条途径来完成，分别是经验检测和仪器检测。经验检测有目测和摸布手感，目测主要是为了看布是否存在料点和漏浆，摸布是为了感觉布的柔软性，进而确定温度的高低。仪器检测主要有克重、滤效、空气阻力和强力的测定，根据检测的结果进行参数的合理调整，最后生产出复合质量要求的产品。关键词：医用口罩滤材，熔喷，PP，TSI 8130目 录前 言1第1章 绪论21.1 熔喷法过滤材料31.1.1 熔喷法的定义31.1.2 产品品质31.1.3 熔喷法过滤材料31.1.4 熔喷法过滤材料与其它过滤

3、材料的比较31.2 医用口罩滤材41.2.1 性能要求41.2.2 工艺要求51.2.3 产品分类61.3 对医用口罩滤材发展现状的分析与展望61.3.1 标准的修订61.3.2 现状分析71.3.3 发展前景7第2章 医用口罩滤材的开发82.1 原料82.1.1 原料的选择82.1.2 原料的性能介绍82.1.3 原料的配比82.2设备82.2.1 熔喷设备82.2.2 接受设备82.2.3 静电驻极设备82.3 生产工艺路线82.4 技术要求82.4.1 生产要求82.4.3质量要求82.4.4检测要求82.5 工艺参数的设定82.5.1 螺杆机压机工艺参数的设定92.5.2 接收装置工艺

4、参数的设定92.6 静电驻极92.6.1 驻极体92.6.2 过滤性能与驻极体电场的相关性92.6.3 抗菌性能与驻极体电场的相关性9第3章 质量控制93.1 生产过程中产品质量的分析93.1.1 出现的质量问题93.1.2 质量问题的分析和解决办法93.2 产品性能测试93.2.1 滤效和空气阻力的测试93.2.2 强力和伸长率的测试93.3 测试结果对生产工艺的指导意义9第4章 结语9参考文献9致谢9诚信申明9前 言1 开发医用口罩滤材的必要性流感等一些呼吸道传染病毒正严重危害人类的健康。流感因其病原变异快、传播速度快、人群普遍易感、控制难度大等原因易发生世界范围内的大流行1。2003 年

5、的SARS和后来大规模爆发的甲型HIN1禽流感，相信很多人记忆犹新，预防流感的主要药理措施就是疫苗接种，然而面临一种新的流感病毒大流行时，利用现有技术从分离毒株到疫苗大批量投入生产至少要6 个月的时间1，降低这段时间内流感病毒的扩散速度，阻断带病毒粉尘颗粒进入呼吸道，最简单有效的也是最基本的方法就是使用医用防护口罩。而在医用防护口罩中发挥主要作用的则是医用口罩滤材，医用口罩滤材的质量好坏直接关系到医用防护口罩的防护作用，所以，医用口罩滤材的加工方法和质量控制在医用防护口罩的生产中显得尤为重要。2 工艺流程和性能测试本课题所述医用口罩滤材采用熔喷法来加工，是以聚丙烯为主要原料。熔喷法是将高聚物切

6、片通过螺杆机压机使其熔融，经过滤后从喷丝模头的喷丝孔中挤出，在高速热气流的喷吹下，受到牵伸，形成极细的短纤维，这些短纤维被吸附凝聚在成网帘上2。由于丝条没经过冷却，因此，在凝聚成网后仍能保持较高的温度，通过纤维间相互粘结，使纤维网得以加固，进而形成熔喷法非织造布2。对产品进行克重、滤效、空气阻力、强力方面的的检测，根据检测结果来确定产品质量的好坏，对检测数据经过合理分析后，对生产工艺进行优化调整，进而生产出合格的产品。3论文的结构本论文一共分为五大部分，第一部分为前言，对产品开发的意义和方法进行了总述；第二部分为绪论，本论文所涉医用口罩滤材属于熔喷法过滤材料，首先对熔喷发过滤材料进行了描述，接

7、着详细介绍了医用口罩滤材，最后对其发展现状作了简单描述；第三部分和第四部分是本论文的核心，即产品的开发和性能检测，利用熔喷的方法进行医用口罩滤材的开发，详细讲述了原料、设备以和工艺要求，在性能检测部分，主要是采用TSI-8130进行滤效的测试，使用盐发生器，利用测试结果指导生产实践；第四部分对全文进行了总结，并指出了其中的不足之处；最后一部分为参考文献。第1章 绪论1.1 熔喷法过滤材料1.1.1 熔喷法的定义熔喷法是依靠高温、高速的气流喷吹聚合物熔体，使其得到迅速拉伸而制备纤维的一种方法。聚合物切片通过螺杆挤压机加热加压成熔融状态后，经熔体分配流道到达喷头前端的喷丝孔，挤压后再经过两束收敛的

8、高速、高温气流的拉伸使其细化。细化的纤维冷却固化于网帘装置上形成熔喷非织造布王宝元.熔喷非织造布的应用和展望J福建轻纺2011第四期46-48。熔喷法的研制始于20世纪50年代初期,美国海军研究所最早开始研究气流喷射纺丝法,纺得极细的纤维,其直径在5m以下,制得由这种超细纤维组成的非织造布,随后其他一些专利也相继出现。直到70年代后期,美国的埃克森公司才将这一技术转为民用,才使得熔喷纺丝成网法得到很大的发展,成为聚合物直接成网非织造布的第二大生产方法郭秉臣.非织造布学M.北京:中国纺织出版社,2002.。我国熔喷法非织造布生产技术的开发是比较早的,很多单位在很早就做出了很多的研究，在工艺理论和

9、产品开发等方面也作出了大量的工作,但在生产设备的研究、设计和制造方面与国外水平相比,还存在一定的差距。近年来,随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，对熔喷非织造布的需求也越来越大。1.1.2 产品品质熔喷法非织造布中的纤维呈随意分布，网的单根纤维直径在0.530m，主体纤维直径分布主要在27m。Reicofil公司MB（熔喷法）纤维网单纤细度的分布如表1-1所示。芦长椿 熔喷技术现状与其研究开发中的变革合成纤维SFC 2010 No.8 1-4表1-1 MB产品纤维细度的分布1 Reicofil -MB Technology Reicofil C. 46th Dornbirn Manmade

10、 Fibers Congress, 2008.9.指标MB纤维网单丝直径分布直径/um0.11.01.12.02.13.03.14.04.15.05.0分布%68.616.68.06.01.31.0在面密度均匀性方面，MB产品的面密度通常在8350g/，而市场需求的主流产品多在20200g/左右变化，表1-2为当今世界三家主要纺熔非织造布厂家的MB 产品面密度品质指标 2 Joachim Bauer. Innovative meltblown products with improved cost structureJ.Manmade Fiber Year Book,2008:73-75.。表

11、1-2 国外主要纺熔非织造布厂家MB产品面密度技术特征指标厂家A厂家B厂家面密度/(g/)20.025.430.0标准偏差/(g/)1.92.10.7面密度CV/%9.58.22.3面密度min/(g/m2)10.213.528.7面密度max/(g/m2)24.532.132.9横向伸长min/%-49-47-6横向伸长max/%+22+26+101.1.3 熔喷法过滤材料由于熔喷过滤材料具有纤维超细, 比表面积大, 孔隙率高,高效的深层过滤性能, 低空气阻力以和良好的加工性能等特点而被广泛地用于室内空气过滤、电子工业过滤、食品过滤和生物医疗过滤等领域, 在整个非织造过滤材料中所占的比重逐年

12、上升, 成为仅次于针刺法的第二大类非织造过滤材料, 被认为是最具有前途的过滤材料4。1.1.4 熔喷过滤材料与其它非织造过滤材料的比较若要开发出高品质的医用卫生口罩，必须选择高滤效、低阻力的过滤介质。非织造布呈三维立体状且具微孔结构，其中针刺法非织造布、浸渍法化学黏合非织造布、湿法非织造布、水刺法非织造布、纺粘法非织造和熔喷法非织造布都对微粒有较好的过滤效果，但实验表明，除熔喷法非织造布外，其他类型的非织造布（包括具有吸附性能的活性炭毡）都不能达到国家标准规定的理想的过滤效率指标5。熔喷法非织造布多为由0.54um聚丙烯（PP）超细纤维随机分布而成，因此具有空隙小而孔隙率大、比表面积大、比重轻

13、等特点，它对0.3um微尘粒子的过滤效率能够达到99%以上，并可以屏蔽液体和大多数细菌，其缺点是强度较低5。过滤效率是衡量过滤材料性能高低最主要的指标，不同非织造方法所制滤材的过滤效率见表1-1。表1-1 不同非织造方法所制滤材的过滤效率6品种过滤效率/%相对于10g/过滤效率/%纺粘(35g/),电晕驻极，T-37.29.5熔喷(35g/)，电晕驻极，T-98.670.5摩擦驻极毡(130g/)97.825.4电晕驻极毡(100g/)，T-75.713.2静电纺丝PEO(3g/)，未驻极78.099.41.2 医用口罩滤材医用口罩滤材则是熔喷法过滤材料中的一种，它主要是指用熔喷法生产的具有一

14、定特殊功能的过滤材料，它被广泛的运用于医疗卫生行业，为当代人们的健康起到了保驾护航的作用。1.2.1 性能要求医用口罩滤材可防止医生、护士与病人之间通过空气形成相互感染。医学上的病毒和手术室尘埃的直径一般在0.2um左右，病毒一般寄生在0.5um以上的尘埃上，并通过它进入人体6。医用口罩滤材必须具有防止医生和病人之间通过空气相互传染的能力，所以，对医用口罩滤材通常有以下几方面的性能要求：(1)高滤效，低空气阻力；(2)具有一定的化学稳定性和耐腐蚀性；(3)抗过敏性；(4)不引起细胞中毒；(5)具有抗微生物腐蚀的能力；(6)无残渣、无脱落；(7)可进行杀菌处理；(8)手感柔软且具有一定的机械强度

15、尺寸稳定性；(9)低气味；(10)热封性能；1.2.2 工艺要求采用熔喷法进行生产，其纤维细度在1um-10um之间，纤网具有不同的细度梯度。要求非织造布的过滤效率达到85%以上，有的甚至要求达到99%以上。作为医用口罩过滤介质，要满足高滤效、低阻力的性能要求，同事符合我国2006年发布的呼吸防护用品国家标准GB2626-2006呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器7的规定。1.2.3 产品分类根据欧洲EN14683：2003标准要求，我们把医用口罩滤材按细菌过滤效率9 医用外科口罩生物防护效果测试平台的建立和应用（BFE）和克重的不同而分为以下四类：表1-2 医用口罩滤材的分类型号克重g/

16、m2技术指标检测仪器BFE95185%32L/min,R2.0mmH2O,P80%TSI-8130(NaCL)检测BFE99205%32L/min,R2.5mmH2O,P90%TSI-8130(NaCL)检测BFE99225%32L/min,R2.5mmH2O,P90%TSI-8130(NaCL)检测PFE99255%32L/min,R2.5mmH2O,P95%TSI-8130(NaCL)检测1.3 对医用口罩滤材发展现状的分析和展望1.3.1 标准的修订医用口罩滤材，这个以前没被人们重视起来的产品现在越来越受人们的重视，这主要是因为近年来大规模流感的流行，以和流感对社会造成的巨大危害迫使人们

17、对它引起了足够的重视，特别是2003年的SARS大爆发，相信人们还记忆犹新，我国在那年发布了2003版国家标准医用防护口罩技术要求，那是在举国上下与SARS艰苦斗争的紧急情况下，经过6个昼夜的连续奋战制定并发布的，标准对保证防护口罩的防护能力，保证医护人员的健康起到了重要的作用8。在此标准应用的5年中， 医用临床检验实验室和体外诊断系统技术委员会（SAC/TC136） 进行了大量的实验验证， 结合对国际标准跟踪和分类比较、对国内外文献法规分析归纳，对2003版标准进行了修订，新标准GB19083-2010 医用防护口罩技术要求于2011年8月1日起开始实施。新标准参照了欧洲和美国等相关标准，

18、结合我国产品的技术水平，除对材料的性能进行了规定之外，还增加了密合性等对产品整体性能的评价，提出了较高的技术要求。在此次的标准修订中，过滤效率项目提出了分级的要求， 由原来的所有口罩过滤效率不低于95%变为：1级95%；2级99%； 3级99.97%8。经过这次全面的修订，使各种指标都明晰化，这对以后企业的生产有着指导性的意义，也使得以后对产品质量的监管有了可循的依据，所以，此番修订，意义重大。1.3.2 现状分析国内熔喷非织造材料经过近几年的发展，特别是2009年因H1N1甲型流感突然爆发而带来的防护用品用量和储备量的急剧增加，熔喷非织造材料短时供不应求，在短时高额利润诱惑之下，使国内很多非

19、熔喷主营企业、下游制品企业和原本非行业内的企业纷纷上马投资或扩产熔喷设备。据不完全统计，至2009 年底中国拥有各种连续生产熔喷非织造材料的企业50多家，生产线100多条，产能达近6 万t/a【】-龙祥银 我国熔喷非织造材料的现状思考与未来的发展方向J产业用纺织品 第11期 41-44 。由于发展模式的理性回归，我国医用口罩滤材正处于发展的黄金时期，流感的肆虐和人们健康意识的逐渐加强，直接推动了医用口罩滤材发展由“量”向“质”的转变。尽管国内发展迅猛，但和国外相比还有很大的差距，这是由很多原因造成的，其主要原因有两个方面，首先是我国在这方面起步较晚，而且起初发展缓慢，没有得到人们的足够重视，使

20、得我们再这方面投入不足，造成了后来的技术落后，严重的依赖于国外，使得我们失去了与国外企业相竞争的资格，其次是一直以来我国的医用口罩标准缺失或者不够完善，再加上国内口罩行业的复杂性，使得在标准的执行上未尽完善，进而导致了产品质量的缩水，所以国内的产品无法得到国外的认可，也就无法打到国际市场，这一直以来就是国内企业发展的瓶颈。1.3.3 发展前景医用口罩滤材，这个关系到人类健康问题的产品，现在越来越受到人们的重视。以前，由于生产工艺的落后，以和质量检测设备的不足和人们较弱的健康意识，严重制约了医用口罩滤材的发展。近几年来，无论生产工艺上，还是从产品质量上，非织造口罩滤材均得到了长足的进步，再加上国

21、家的日趋重视和人们健康意识的提高，非织造口罩滤材的发展可谓“如鱼得水”。笔者认为：以后，医用口罩滤材要想获得更大的突破，还是要从产品质量上下功夫，这个产品质量的影响因素是多方面的，其主要有两个方面，一个是原料的影响，现在国内外大多数企业都采用性价比相对较高的聚丙烯作为母粒进行生产，而且多数采用单一原料，传统的聚丙烯生产出来的产品虽然可以达到产品质量要求，但是要进一步进行性能上的提升似乎变得很难，所以对母粒进行改性是提高产品性能的有效途径，还有就是由单一原料向多种原料的转变也是一条重要的发展方向；另一个是生产工艺的影响，生产工艺还是要以理论为指导，在实践中不断地完善，也就是说在发展中改进，在改进

22、中发展，在长期的生产中积累经验，对各种因素进行归纳、分析和总结，最后制定出最为合理有效的生产工艺。第二章 医用口罩滤材的开发2.1 原料2.1.1 原料的选择主料：聚丙烯（PP），切片状，由上海塞科石油化工有限公司提供，产品代号s2040，详细参数见表2-1。辅料：驻极料（PTFE）表2-1 PP s2040规格参数熔融流动指数g/10min密度 g/cm3断裂伸长率弯曲模量Mpa380.90520%14502.1.2 原料性能介绍（1）热性能：具有热塑性，熔点较低，一般为160-175，因此加工和使用时温度不能过高。（2）吸湿性：具有高结晶性，回潮率低于0.03%，吸湿性极差。（3）力学性能

23、：断裂伸长率为20%，弯曲模量为1450Mpa。（4）化学稳定性：由于其是碳链高分子化合物，又不含极性基团，故对酸、碱和氧化剂的稳定性极高姚穆，纺织材料学。（5）耐光性：其耐光性较差，主要是由于光分解或光氧化的原因。从化学组成来看，聚丙烯没有没有吸收紫外光的羰基，但由于分子链中叔碳原子的氢比较活泼，易被氧化，所以其耐光性差。（6）染色性：聚丙烯中不含有可染色的基团，吸湿性又差，故染色困难，通常采用纺前染色来加工有色聚丙烯纤维。（7）其他：无毒、无味、易老化、电阻率很高（71019/cm）、导热系数很小。2.1.3 原料的配比聚丙烯：驻极料 = 25kg(1袋)：0.25kg2.2 设备2.2.

24、1 熔喷设备(1)螺杆机压机螺杆机压机是熔喷设备的核心，主要包括自动喂料装置、挤压熔融装置、计量泵、熔喷模头。1自动喂料装置 ：此装置的主要作用是实行定时定量的喂料，以满足挤出量的要求。先将PP母粒与驻极料按100：1（25kg：0.25kg）的比例加入到拌料桶中，搅拌桶中有搅拌器，通过搅拌使各种粒料混合均匀，将混合均匀的粒料加入到储料桶中，储料桶中有进料管，进料管的另一端与计量箱相连，当料不足时，发出加料信号，启动真空泵，在负压的作用下，储料桶中的粒料被吸入到计量箱，到达规定高度后，粒料水平指示灯发出信号，关闭真空泵，进料停止，同时计量箱通过一个过滤阀恢复常压状态。图2-1 储料桶 图2-2

25、 自动喂料装置2挤压熔融装置：主要由螺杆和套筒组成，螺杆采用单螺杆，其工作原理是物料从加料口进入到螺杆的螺槽中，由于螺杆的传动，把切片推向前方，使切片不断吸收加热装置供给的热能；另一方面由于切片与切片、切片与螺杆和套筒的摩擦以和液压间的剪切作用，而使一部分机械能转化为热能，切片在前进过程中温度升高，而逐渐熔融成熔体。熔化过程中聚合物在温度、压力、粘度和形态等方面都发生了变化，由固态（玻璃态）转变成高弹态，随温度的进一步提高，出现塑形流动，成为粘流态。粘流态的聚合物经螺杆的推进和螺杆出口的阻力作用，以一定的压力向熔体管道推进。图2-3 螺杆示意图3计量泵：其作用是精确计量，均匀而连续地纺丝熔体，

26、并在喷丝头组件内产生预定的压力，保证纺丝流体通过滤层并以精确的流量从喷丝孔中喷出。计量泵为外啮合齿轮泵，它由一对相等齿数的齿轮、3块泵板、2根轴和1副联轴器以和若干螺栓组成。计量泵工作时，传动轴插在联轴器的槽中，带动主动轴转动，从而使一对齿轮在中轴板的“8”字形孔中运行。泵的密封是靠泵板与高精度平面相密合，并由沉头螺钉固紧而连成一体。联轴器和其端盖是由内六角螺钉固定在上泵板上，整个泵体由4个（或6个）螺栓固定在泵座上。齿轮泵是一种容积泵，在齿轮啮合处两边分成压入腔和吸入腔。随齿轮旋转，吸入腔的流体添加到齿谷中被带走，吸入腔压力减小，流体不断进入。齿谷间的熔体在齿轮的带动下紧贴着“8”字孔的内壁

27、回转近1周后送至压出腔，而压出腔由于齿谷中的流体不断地加入，压力增加，而将流体排出。图2-4 齿轮泵工作图4熔喷模头：模头是整个熔喷工艺的关键部件，其好坏直接影响熔喷产品的质量和性能。纺丝组件中纺丝熔体池下有一排纺丝微孔，同时喷丝组件与气刀之间形成一特殊气腔，高温热风气流通过气腔狭缝以近似于音速的速度喷射，气刀刃部与喷丝组件尖端形成一纺丝锥。熔体从纺丝微孔中喷出在纺丝锥处被高温高速气流加持牵伸拉细，最后凝聚到成网帘上形成非织造布。图2-5 熔喷模头实物图 图2-6 熔喷模头简图热风高聚物熔体气腔喷丝组件气刀热风图2-7 纺丝示意图(2)温度、挤出量和DCD调节装置此调节装置集温度、熔体挤出量和

28、接收距离于一身，能很的调节和控制螺杆挤压机的各种参数，使其满足生产的需要。温度调节部分可以调节螺杆挤压机四个区域的温度和热风的温度，挤出量调节部分可以分别调节螺杆挤压机上下螺杆的熔体挤出量，DCD调节部分同样可以分别调节上下喷头到接收网帘的距离。上述调节均由电流控制，除了DCD调节外，其它调节参数均可以仪表上直观显示。2.2.2 接收设备，(1)往复车往复车是凝聚纤维、形成纤网和纤网成卷装置。本课题采用网帘式往复车，主要构成组件为成网帘、网帘支撑装置、网帘传送装置、网下吸风装置、网帘张力罗拉、支撑罗拉、纤网张力控制装置和电动机。将螺杆机压机挤出的高聚物熔体通过用高速高温气流喷吹到成网帘上，熔体

29、细流受到极度的拉伸而形成极细的短纤维，又在往复车的作用下形成纤网，最后纤网经导布辊集到滚筒上形成卷。(2)控制装置接收设备控制装置主要用来调节控制往复车上网帘的变频和纤网张力，另外还有计时器、往返开关、时间开关按钮。图2-8 往复车 图2-9 往复车控制装置2.2.3 静电驻极设备此设备是由静电发生器、静电刷（多针电极）、罩板和接地设备组成，结构简单、效果明显。图2-10 驻极设备实物图 图2-11 驻极设备简图极度牵伸2.3 生产工艺路线自粘合PP/驻极料混合物 螺杆机压机 熔融挤出 纤维成形 成网 卷绕2.4 技术要求2.4.1 生产要求本课题所使用的设备由于其自身的原因，在生产过程中会不

30、可避免的产生高边现象，所谓高边就是指布卷两边凸起，若不和时采取措施，就会导致布卷跑偏，从而在分切的时候造成布极大的浪费。表2-2 TDK22J-BFE99技术表产品型号产品标准克重g/幅宽（cm）TDK22JBFE99222152.4.2 质量要求(1)产品表面无明显条纹；(2)布面无浆粒、料点、起毛；(3)布面手感适中，不硬不软；2.4.3 检测要求质量检测指标见下表2-3所示：表2-3 TDK22J-BFE99口罩滤材质量指标型号克重g/技术指标检测仪器TDK22J-BFE99225%32L/min,R2.5mmH2O,P88%TSI-8130(NaCL)检测2.5 工艺参数的设定2.5.

31、1 螺杆机压机工艺参数设定按表2-4所给数值设定螺杆机压机工艺参数，表中各个参数均是由大量实际生产经验所得到的，温度是聚合物加工工艺的重要参数之一, 对聚合物的流变行为有重要影响 8- 9 金日光. 高聚物加工流变学和其在加工中的应用M . 北京: 化学工业出版社, 1986: 440.；王炜, 王海平, 胡国胜, 等. 原位增容PA6􀀁POE 共混物流变行为的研究 J . 工程塑料应用, 2009, 37 ( 2) :65- 67.在熔喷工艺生产过程中, 加工温度对熔喷非织造布的性能有直接影响。在本课题中，在参照了经验值的基础上，经过不断的性能检测，对部分参数做了微量修正，

32、最后得出了表2-4中的参数，根据此工艺参数生产出来的产品符合质量要求。表2-4 螺杆机压机工艺参数表项目螺杆喷头距离cm挤出机变频Hz各区温度 1区2区3区4区5区上螺杆下螺杆18.517.528.0035.003403553403553653803553753003002.5.2 往复车控制装置工艺参数设定在往复车控制装置工艺参数中，张力电流参数是动态参数，它是随生产的进程而不断变化的，需人为控制，所以，在表2-5中只列出了起卷张力电流参数和下卷张力电流参数。其它参数均是事先设定好的，详见表2-5：表2-5 往复车控制装置工艺参数表往复车周期s网帘传动周期s往复车车程cm/T/2网帘变频张力

33、电流 A起卷下卷45021525.40.971.602.6 静电驻极2.6.1 驻极体驻极体是指具有长期储存电荷功能的电介质材料，具有在无外电场的条件下能自身产生静电作用力的特征，被广泛应用于高效低阻空气过滤材料领域复合驻极体聚丙烯熔喷非织造布的研究_文献名。本课题中的驻极体是驻极料（PTFE）/PP的熔喷非织造驻极布。2.6.2 过滤性能与驻极体电场的相关性熔喷聚丙烯过滤材料的过滤效率与驻极体电场强度密切相关4肖慧明， 陈钢进， 张树文， 溶剂溶胀对聚丙烯熔喷非织造布 过滤性能的影响， 材料研究学报， 2009， 23 （5）： 513517. 表2-6列举了同一批次熔喷样品形成驻极体和不形

34、成驻极体时过滤效率的比较值。结果显示，在其他因素相同的情况下， 使材料形成驻极体后过滤效率得到了大幅度地提高，计数效率提高了近70个百分点，油雾效率提高了近50个百分点。这一结果有力地说明了聚丙烯熔喷非织造布的高过滤效率对材料所带的驻极体电荷的依赖性。表2-6 驻极和未驻极产品效率对比克重分类20g/40g/计数效率油雾效率计数效率油雾效率驻极89.3562.3398.5274.80未驻极19.3813.6034.2427.83本课题采用电晕放电的方法进行静电驻极，放点电压设为5060kv，其实质是对熔喷材料进行尖端放电，使其变成电介质材料。电晕放电对聚丙烯非织造布驻极，不仅能大大提高其过滤效

35、率，而且过滤阻力也有所下降，甚至对纤网的均匀性也有所改善。加入驻极料（PTFE）可进一步增加聚丙烯熔喷非织造布的静电吸附作用，提高过滤性能，对具有致癌作用的亚微米级粒子的俘获和对常见细菌和病毒的灭杀作用等方面显示出独特的优势1陈刚进，肖慧明，夏钟福.电晕充电多孔PTFE/PP复合驻极体过滤材料的电荷存储特性J.物理学报，2006，5：2463-2468另外驻极电荷存储能力也有所增加。2.6.3 抗菌性能与驻极体电场的相关性国家军事医学科学院卫生装备研究所采用振荡瓶试验、载体试验和安德森采样器方法5 田涛， 郝丽梅， 吴金辉， 林松， 杨荆泉， 聚丙烯纤维驻极体过滤材料的抗菌性能研究， 中国消毒

36、学杂志，2010， 27 ( 3) : 268272.，对熔喷聚丙烯驻极体材料进行的抗菌效果和细菌气溶胶过滤效果试验表明， 聚丙烯熔喷驻极体滤材置于振荡瓶中18h对液体中金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为96.02%、89.43%;对阻留在聚丙烯熔喷驻极体过滤材料上的金黄色葡萄球菌气溶胶作用30min，平均抑菌率为45.22%。该过滤材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌气溶胶的过滤效率分别为98.89%和99.20%。第三章 质量控制3.1生产过程中产品质量的分析3.1.1 出现的质量问题(1)布面有明显条纹；(2)产品出现浆粒、料点；(3)产品起毛、手感过软；(4)纤网两侧出现毛边；3.1.2

37、 问题分析和解决办法有两方面的原因均可导致布面出现明显条纹，一个方面是熔体喷射不均匀，另一个方面的网帘传动频率过快。在实际生产过程中，大多数情况下是由于熔体喷射不均匀而产生的，其解决办法是更换喷头，或者更加简易的方法是用细钢针刮喷丝孔处，此法常用。产品出现浆粒、料点是由于漏浆所致，虽然也可以用钢针扣刮的方式解决，但是效果不是很好，当出现这种情况时，一般采用更换喷头的方式解决。喷头内侧部分孔眼堵塞或处于半堵塞状态，使得熔体无法连续喷出，会以一种不连续（一点一滴）的形式掉下，产生漏浆，从而在纤网上形成浆粒、料点，导致产品性能下降，严重会产生废品。产品起毛和手感过软是由于DCD过小和熔体温度过高使得

38、熔体来不和充分冷却凝固和拉伸而导致的，所以解决方法是增大DCD，适量地降低各区温度，或者改变其中一种因素即可。纤网两侧出现毛边，产生原因有两方面，一个方面是喷头的问题，孔眼部分堵塞，使得喷浆路线产生偏差；另一个方面是网帘的问题，网帘上有凝固浆点或者网帘粗糙，当纤网脱离网帘的瞬间形成毛边。3.2产品性能测试3.2.1 滤效（1-气溶胶粒子的透过率）和空气阻力（气溶胶粒子穿透试样的阻力。）的测试使用美国TSI公司的“TSI-8130 Automated Filter Tester”仪器进行检测，8130使用盐（Nacl）发生器，采用NELSON实验室的BFE测试方法，取3.0um的微粒，以32Lp

39、m的流量进行测试。分别对样品的三个不同位置进行测试，测试结果如下表3-1：表3-1 检测结果序号F(Flow) L/minR(Resistance)mmH2OP(Penetration)12331.932.032.01.41.31.394.5%96.7%95.4%将检测结果与TDK22J-BFE99滤材质量指标做对比显示，产品符合质量要求。图3-1 TSI-81303.2.2 断裂强力和伸长率的测定本测试参照国际GB/T24218-2010纺织品非织造布试验方法第3部分；断裂强力和断裂伸长率的测定进行测试，测试仪器为YG026B织物强力机。取试样规格25cm5cm，夹距20cm，拉伸速度100

40、mm/min。测试结果如下表3-2所示：表3-2 测试结果断裂强力伸长率拉伸长度拉力5.2N67.4%134.8mm0.5N测试结果符合产品质量要求。图3-2 YG026B织物强力机3.3测试结果对生产工艺的指导意义在生产初期，要不断的对产品进行性能检测，根据测试结果来调整工艺参数，直到产品符合质量要求为止。主要是进行滤效的测试，如果检测结果与质量指标相差很大，则很可能是没有进行静电驻极或者驻极不充分的原因，检查静电设备，予以处理；如果检测结果与质量指标相差不是很大，但是略低于标准数值，则是生产工艺参数设置不合理造成的，主要通过调节温度和DCD来加以改善。一般情况下，随着接受距离的增加，布的纵

41、向强度、横向强度和弯曲刚度降低，纤维直径略有增加，纤维飞向成网帘的速度降低，纤维网蓬松度增加，厚度增加，平均孔隙率增加，手感变得蓬松、柔软，厚度增加可提高过滤效率，孔隙率增加降低了过滤效率，两者共同作用使过滤效率略有下降，所以在调解的过程中要兼顾温度和其他工艺参数，在合理的范围内进行微调。螺杆机压机各区温度的设置，不仅会影响纺丝过程是否能顺利进行，而且对产品的性能和手感都有很大的影响，温度的调节通常根据接受距离来调节，一般情况下，温度降低，接受距离减小或不变；温度升高，接受距离增大或不变。以上参数调节均是根据产品性能检测结果而定，直到符合产品质量要求为止。第四章 结语 本课题详细介绍了医用口罩

42、滤材的开发过程与质量控制，开发所用的熔喷设备是由江苏六鑫洁净新材料有限公司所提供的小型熔喷机，参考文献1任艳艳,毕振强，王显军. 新一轮流感大流行的可能性和应对策略研究发展J. 中国人兽共患病学报，2008，24(5):472-4742郭秉臣.非织造布学M.北京：中国纺织出版社，2002，8：376-3853石波,安树林. 熔喷法聚丙烯非织造布滤材 J. 天津纺织科技, 2000（1）: 25-284王延熹.国外非织造滤料发展现状与前景 J. 产业用纺织品, 2000, 18( 1) : 1-55郭秉臣.非织造技术产品开发M.北京：中国纺织出版社，2009，7：172-1736何志贵，陈庆东.非织造材料标准手册M.北京：中国标准出版社，2009，9：118-1597GB2626-2006呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器8苏健.中国个体防护装备J.GB19083-2010医用防护口罩技术要求标准解读，2011，（2）：24-26致谢诚信申明