22产业用纺织品22 卷总第 162 期 第 新型医用非织造布 SMS 的生产与设计陆生平陈利华.doc

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1、22 产业用纺织品 22 卷总第 162 期 第 新型医用非织造布 SMS 的生产与设计陆生平 陈利华 ( 江阴金凤非织造布制品有限公司) 摘 :SMS 复合非织造布具有强力高 、 要 屏蔽性好等优良特性 , 在医疗卫生领域的应用日益广泛 。本文介绍 了 SMS 复合材料的性能特点及其与湿法和纺粘法非织造布的分析比较 ,以及 SMS 的发展趋势 。 关键词 : 非织造布 ,SMS ,性能 ,医疗卫生领域 ,应用 中图分类号 : TS176 文献标识码 :A 文章编号 :1004 - 7093 ( 2004) 03 - 0022 - 04 有强力高 、 纵横向比性能优良等特点 ,现广泛用于 1

2、非织造布在医疗卫生材料方面的 医疗卫生方面 。虽然上述非织造布比起传统的机 织布的医用性能有所提高 , 但还有一些主要性能 仍达不到理想效果 , 如屏蔽性 。现在由美国一家 公司开发的 SMS 复合非织造布克服上述非织造 布的缺陷 , 解决了产品的安全性和屏蔽性问题 。 表 1 是 SMS 复合非织造布与其他非织造布产品 性能的对比 。表1 各种非织造布的性能比较 性 能 舒适性 安全性 绒屑性 抗张性 透气性 屏蔽性 SMS 用途与发展 非织造布因其工艺流程短 、 产量大 、 效率高 、 成本低 、 产品性能好等优点而广泛应用于工业 、 农 业、 水利及家用等领域 。随着非织造布技术的发 展

3、 ,产品性能的进一步改善和生产成本的降低以 及消费者生活水平的提高和保健意识的加强 , 非 织造布在卫生领域的应用有了广阔的发展空间 。 医用非织造布与传统的机织卫生材料相比 , 具有技术先进 、 安全可靠 、 净化手术环境 、 经济可 行等特点 。医用非织造布按用途主要分为非直接 医用品和直接医用品 。前者包括手术衣帽 、 、 口罩 帷幕 、 床单 、 罩布等 , 后者则主要指纱布 、 敷料 、 绷 带、 、 药膏 缝合线等 。另一类功能性医用品 , 如人 造血管 、 人造皮肤 、 人工肾 、 人工肺等也归属于直 接医用品 ,其用量较小 ,但技术含量很高 。 不同工艺生产的医疗卫生用非织造布

4、有各自 的特点 。湿法非织造布生产效率高 , 产品均匀度 好 ,纤维分布各向同性 , 且价格低廉 , 适合于用即 弃产品 。湿法非织造布主要用来做消毒包布 、 外 层包布 、 、面罩 、 面料 帽子等 。纺粘法非织造布具 湿 法 一般 一般 一般 差 一般 一般 纺粘法 差 一般 好 差 一般 差 差 好 好 好 差 好 由于 SMS 的优异性能 ,在医疗卫生领域的应 用日益增长 ,和水刺法 、 湿法等非织造布成了目前 用即弃 、 屏蔽性医疗用非织造布的主流 。本文将 对 SMS 的生产和性能进行探讨 ,进而可以设计出 相应的产品 。 2 SMS 复合非织造布 SMS 复合非织造布是十多年前首

5、先由美国 收稿日期 :2003 - 10 - 29 作者简介 : 陆生平 ,男 ,1977 年生 , 现从事产品开发和产品品 质管理工作 。 一家公司开发的 ,并在卫生材料 、 过滤材料等领域 的应用获得成功 。熔喷法非织造布具有优良的过 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2004 年第 3 期 产业用纺织品 23 滤性能 、 吸附性能及阻菌效果 , 但本身强力差 , 难 以单独使用 ; 而纺粘法非织造布是由连续长丝构 成 ,因而有很高的强力且耐用 ,但其缺点

6、是吸附性 差 ,过滤性和阻菌性差 。SMS 复合非织造布充分 地利用了两者的优势而克服了两者的缺陷 , 使 SMS 既有良好的强力 , 又有良好的吸附性 、 过滤 除在线复合工艺外 , 另一种常见的方法是二 步法工艺 ,即将原先生产的纺粘法非织造布和熔 喷法非织造布通过热轧机热轧复合 。该方法是利 用热塑性高聚物的受热熔融 、 冷却固化原理将三 层非织造布加固在一起 。本文所用试样多是通过 热轧机热轧 ( 二步法) 生产的 。 性和阻菌性 ,故成功地应用于医疗卫生 、 过滤和包 装材料等领域 。该产品可以通过在线复合 , 即采 用三喷头 ,使得纺粘法非织造布和熔喷法非织造 布在没有完全冷却前就

7、通过自粘合或热轧达到加 固的目的 。该方法常常由于其中熔喷法的低产量 而限制了整个生产线的生产量 。现在某些公司采 用的四喷头生产线有效地克服了该瓶颈效应 , 使 得 SMS 前景更好 。 SMS ( 20 + 15 + 20) SB MB 4. 6 4. 5 25 20 36 360. 5 85 SMS 75. 5 49. 5 63. 5 71. 5 40. 8 340. 5 85 95 3 SMS 复合非织造布的性能测试及 分析 SMS 复合非织造布的性能列于表 2 。 防护效果 、 成本及舒适性是医疗防护用品的 三大要素 。采用 SMS 复合非织造布能使三大要 素得到较好的组合 。 表2

8、 SMS 的性能 项 目 纵向断裂强力 ( N) 横向断裂强力 ( N) 纵向断裂伸长 ( %) 横向断裂伸长 ( %) 静水压 (cmH2 O) 透气性 ( mm / s) 3 SMS ( 20 + 20 + 20) SB 26 16. 5 55 62 MB 5. 7 5. 5 25 35 40. 0 330 88 SMS 76. 5 51. 5 65. 5 75 45. 5 309. 5 89 95 SMS ( 20 + 25 + 20) SB 28 18 53 68 MB 6. 9 6. 5 21 30 45. 0 300. 5 91 SMS 78. 2 56. 7 68 80. 5 6

9、0. 0 280. 5 92 95 27 16 50 60 细菌过滤效率 BFE ( %) 拔水度 ( %) :SB 注 纺粘法非织造布 ;MB 熔喷法非织造布 ;SMS 后括号内的数字表示各层非织造布的定量 。 率、 最大孔径和平均孔径等 。 31111 静水压 是测试施加在试样上的水柱的高度来表示非织造 布抵抗液体渗透的能力 。该方法能较快地得出结 论 ,因此具有特殊的价值 , 可用于快速质量检测 。 作为医疗卫生材料的 SMS 复合非织造布 ,无论是 做手术衣或是做消毒包等都应该是防渗的 。因为 病毒和细菌是通过液体的渗透而从非消毒区转移 到消毒区的 。如病人血液中的病毒 、 细菌可以由

10、 血液渗透而通过医生的手术衣到达医生的身体 , 所以可以说防渗透是阻菌性的必要条件 。由于 SMS 复合非织造布具有压力条件下的防渗性 , 比 311 防护效果 起湿法 、 纺粘法等非织造布 , 其防渗性能要好得 多 。如表 2 所示 , SMS 的静水压值与 SMS 中的 M 层 ( 熔喷法非织造布 ) 的静水压值相似 , 由此可 得出结论 : SMS 的静水压是由其中的 M 层作用 而得到的 。熔喷法非织造布是由超细纤维构成 , 纤维直径较小 ( 一般为 1 5 m) , 再进行工艺的 调节可以生产出紧密的熔喷法非织造布 , 具有高 防渗性 ,复合后的 SMS 也具有该熔喷法非织造布 的防

11、渗性能 。 31112 拒水性 防护效果的相关因素有屏蔽性、 细菌过滤效 静水压法可间接反映屏蔽性能 。静水压试验 在生产中一般也可以拒水性能来间接表示屏 蔽性能 。屏蔽性可以是部分的 ,也可以是全部的 , 其范围从病毒 、 细菌到流体 。屏蔽性一般采用 AA TCC4221994 方法试验 。将 500 ml 水倒入装 有规定流量喷嘴的漏斗中 , 水流向喷嘴下方 61 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 24 产业用纺织品 22 卷总第 162 期 第 如某一

12、生产商根据不同要求制作了一系列不同程 度防护和透气的手术服 : 单层手术服 、 身体主要部 位 ( 腕到肘和胸部到腹部 ) 用双层非织造布 ( 或织 物) 复合的手术服 、 身体主要部位用薄膜复合的手 术服和全薄膜的手术服等 。3M 公司生产的 Pre2 vent 手术衣 ,可防止血液和病毒的渗透 ,但穿起来 cm 处的面料冲击 , 待水流全部冲击完后 , 称量面 料下的吸水纸板的增重数值 , 此数值表示了产品 的屏蔽性能 ,数值越小 ,屏蔽性越好 。 经该试验测量 , 几乎没有水能渗透过用作医 用产品的 SMS 复合非织造布 。说明该非织造布 抗液体渗透能力很强 。因其具有压力条件下的高 抗

13、渗透性 ,所以水很难因冲击力而穿透 SMS 复合 非织造布 ,起到了很好的屏蔽作用 ,对隔离病毒和 细菌等产生了积极的作用 。 在设计医用产品时 , 可以根据产品的屏蔽要 求选择不同的熔喷法非织造布与纺粘法非织造布 复合 ,即能达到很好的效果 ; 对于不同的使用部位 可以用各种不同类型的 SMS 复合非织造布或利 用其他类型的非织造布进行组合 , 如身体前面部 分采用屏蔽性好的 SMS , 而身体后面部分则可以 采用屏蔽性差有较好透气性的 SMS 或其他类型 的非织造布 。 312 舒适性 31211 透气性 闷热不舒服 , 特别是长时间的手术更甚 。在各个 部位利用不同的 SMS 可以起到很

14、好的作用 ,比用 薄膜复合的手术衣成本要低 。 31212 柔软性 313 成本 314 强力 柔软性对于用作手术衣等医用产品的 SMS 也是一个重要性能 , 柔软性测试使用的样品是 3. 5 cm cm ,斜面倾角为 45 25 。在定量相同的 条件下 ,熔喷法非织造布的柔软性要比纺粘法非 织造布好 , 可以推断出 : 在定量相同的条件下 , SMS 的柔软性要好于纺粘法非织造布 , 而比熔喷 法非织造布要差 。虽然 SMS 作为医用材料在柔 步 ,薄型 SMS 将会有很好的柔软性 。 软度上还不能很好地满足要求 , 但随着技术的进 透气性通常以一定条件下材料的透气量来衡 量 ,透气性直接影

15、响穿着的舒适性 。用作手术衣 的材料必须要透气 。有时一个手术需几个小时 , 医生常常汗流浃背 , 及时让汗汽透过手术衣排走 就显得很重要 。 如表 2 所示 ,随着 SMS 中 M 层的增厚 ,透气 性逐渐降低 。屏蔽性与透气性之间的关系如图 1 所示 。随着透气性的提高 , 屏蔽性即细菌的阻挡 能力会降低 ; 如果提高阻菌性 ,则会导致透气性下 降 ,产生闷感 ,降低穿着的舒适性 。 为了解决透气性和屏蔽性这一对矛盾 , 生产 商有的采用折衷的方法 ,有的改变手术衣的结构 。 在医疗费用上存在两种观点 : 一是单纯考虑 医用品的消耗量 ,认为用即弃产品增加了费用 ; 二 是综合考虑原料和产

16、品价格 , 使用过程中的费用 ( 洗涤费 、 消毒费 、 人工费 ) 和使用效果等 , 认为一 次性医用品可降低综合费用 。EDANA 发现 , 欧 洲医疗行业因使用一次性医用品 , 术后感染率降 低 ,从而一年可节省 5. 1 亿英镑的费用 。 SMS 复合非织造布的强力分为断裂强力 、 撕 破强力和剥离强力三种 。SMS 复合非织造布用 于医用产品时 ,强力也是一个重要指标 ,实际使用 中只要达到一定要求即可 。由表 2 可知 , 随着熔 喷法非织造布定量的增加 ,而最终 SMS 复合非织 造布的强力变化不大 , 说明 SMS 中 S 层 ( 纺粘法 非织造布) 决定了 SMS 复合非织造

17、布的强力 , 起 其组合不同而不同 。据测算 , 其拉力与撕裂强力 是各层非织造布强力和的 1. 3 倍左右 。表 3 是对 粘法非织造布强力测试结果 。 到了骨架的作用 。SMS 复合非织造布的强力随 国内某纺粘法非织造布生产厂一组不同定量的纺 一般 50 g/ m2 左右的 SMS 复合非织造布即 图 1 SMS 的屏蔽性与透气性关系 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2004 年第 3 期 产业用纺织品表3 不同定量纺粘法非织造布的强力 项 目 定 (

18、g/ m2 ) 量 14 16 18 20 30 40 50 60 70 25 SMS 复合非织造布的前景更为广阔 。国外利用 双组分纤维生产出纺粘法非织造布和熔喷法非织 造布 ,使得复合后的 SMS 复合非织造布在柔软性 方面有所改进 ,从而有望解决其柔软性差的问题 。 纵向断裂强力 ( N/ 5 cm) 21 23 25 27 40 61 89 105 120 横向断裂强力 ( N/ 5 cm) 10 12 14 16 27 45 55 64 80 可满足医用产品的强力要求 。如果需要特定强力 的 SMS ,则可以按照要求设计出合格的产品 。剥 离强力表征的是纺粘法非织造布和熔喷法非织造

19、布的粘合牢度 ,该指标与热轧的工艺参数有关 。 315 其他性能 6 结论 ( 1) 在医疗卫生制品方面 SMS 复合非织造布 比湿法 、 纺粘法等非织造布的性能更加优越 。 ( 2) SMS 复合非织造布的强力取决于其中 S 层。 ( 3 ) SMS 复合非织造布中 M 层提供了防护 医用 SMS 复合非织造布一般定量为 40 g/ m260 g/ m2 ,以保证在性能可靠的情况下 , 达到 一般舒适的效果 。 无绒毛脱落和拒水性等也是 SMS 复合非织 造布的一个优点 。由于 SMS 表面层是纺粘法非 织造布 ,系由长丝构成 ,所以热轧后经有限的摩擦 也不会产生绒毛脱落而造成伤口感染 。拒

20、水是因 为 SMS 基本上是以丙纶为原料 , 原料本身不吸 水 ,从而使 SMS 不会受到浸渍 。由于液体的沾附 性使细菌极易繁殖和扩散 ,所以拒水性是 SMS 阻 菌的一个必要条件 。 性能 , 如静水压 、 拒水性 、 最大孔径 、 平均孔径 、 细 菌过滤效率等 。 ( 4) SMS复合非织造布的透气性由 M层决定 。 (5) SMS 复合非织造布具有无绒毛脱落 、 拒 水性等优点 。 SMS 复合非织造布与干法 、 湿法和纺粘法等 非织造布相比 ,在保证满足基本性能的情况下 ,其 防护性能改善 ; 经过功能整理后的 SMS 复合非织 造布具有更多的功能 ,能满足特殊用途的需要 ,是 一

21、种很好的医用非织造布 。 参 考 文 献 4 功能性 SMS 复合非织造布通过在纺粘法非织造布中加入抗静电母料 , 使得纺粘法非织造布具有抗静电的功能 , 加工成 SMS 复合非织造布后就具有一定的抗静电效果 。 对 SMS 复合非织造布直接进行特殊的后处理也 可以使 SMS 具有抗静电 、 防酒精 、 防油等特殊功 能 。经防酒精或防油处理的 SMS 复合非织造布 对防止血液的渗透有积极的作用 , 目前江阴金凤 非织造布制品有限公司已有批量生产 。 5 SMS 复合非织造布的发展趋势由于生产技术的进步 , 最新的纺粘技术呈现 高生产率 、 高速度 、 低生产成本的特点 。特别是细 旦纺粘法的

22、出现 , 使得纺粘法非织造布的性能更 加优化 。用细旦纺粘法非织造布和熔喷法非织造 布复合的效果将会更好 。熔喷技术在节能 、 产品 强力和 产 量 方 面 也 有 所 进 步 。这 样 必 将 使 得 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1 沈志明 1 非织造布与医疗卫生材料的发展 1 非织造 布 ,1995 , ( 4) 2 王晓梅 ,陈曙霞 1 水刺法非织造布在医疗卫生领域 3 王桂梅 1 医用非织造布的应用概况及效果论述 1 非 5 全国跨世纪非织造布发

23、展战略研讨会论文集 7 郭秉臣编 1 非织造布的性能与测试 , 1997 8 王延熹主编 1 非织造布生产技术 1 上海 : 中国纺织 9 靳向煜主编 1 非织造技术研究论文集 4 Larry Wadswort h , Qin ( Christine) Sun ,et al. SM and SMS Laminates produced wit h 100 % PP Melt Blown 6 王毓鸣 1 新一代医疗用布 水溶性水刺法非织 造布 1 产业用纺织品 ,1999 , ( 9) 大学出版社 , 1998 的开发应用 1 非织造布 ,1998 , ( 2) 织造布 , 1993 , ( 3

24、) Nonwovens Industry , 1999 and Bicomponent fiber PP/ PE Melt Blown Webs. ( 下转第 44 页) 44 产业用纺织品 22 卷总第 162 期 第 必然拥有相应份额的产权 。产权制度改革就是要 为科技创新者和职业经理人作出产权安排 , 就是 让这两种人才拥有企业的一定产权 。这是企业产 权制度的深层次问题 , 然而一定要在深化体制改 革中加以突破 , 以保证我国非织造产业第四次快 速发展顺利进行 。 三是运行机制的改革 。主要是人才资本的激 励机制 。既然人才资本所有者拥有企业的一定份 额产权 ,那么他必然有投资者的相应

25、回报 。从企 业增值的过程来说 ,由于人才资本的加入 ,大大推 动了货币资本的价值转移 , 又大大创造了新的价 值 。可以说 ,人才资本是企业资本价值增值的主 导因素 。正因为如此 , 对人才资本所有者的分配 不应只是他的薪水 , 还应有对企业利润即剩余价 值的索取权 。这与货币资本投资者一样 , 谁投资 谁就有权索取企业的剩余权益 。我们要在进行企 业产权制度改革的同时研究探索对人才资本的分 配激励机制 。当然 , 也应该有相应配套的约束机 制。 从现实生活的案例谈到企业最需要两种人才 的话题 ,从该话题又引发了企业深层次改革的问 题 ,这些都是值得去认真探索和实践的 。路在我 们脚下 ,非

26、织造产业的第四次快速发展之路也在 我们自己的脚下 。 ( 上海商业企业管理协会 荣锡祺) 现 。今后 ,我们着重引进的不只是某项技术或某 台设备 , 也不只是多少资金 , 应该是引进人才资 本 ,这对于我国成为非织造产业强国是关键所在 。 进行三项改革 ,即进行组织结构改革 、 产权制 度改革和运行机制改革 。 一是组织结构的改革 。从企业的生产方式上 讲 ,传统的组织结构是两头小 、 中间大 , 呈现橄榄 形状 ,就是生产部门庞大 ,科研部门以及营销部门 两头很小 。这种组织结构决定了以生产为中心 , 生产什么就消费什么的模式 。随着人才资本登上 历史舞台 ,企业的组织结构需要作相应的变革

27、,把 两头小 、 中间大的结构改成两头大 、 中间小的哑铃 形状 。科研部门要大 , 给科技创新者足够的活动 空间与舞台 ; 市场部门要大 ,给职业经理人足够的 活动空间与舞台 。中间是生产部门相对小一些 , 下降为非主导地位 。当然 , 哑铃状结构的改革应 该与企业的其他改革 ,如业务流程重组 、 企业再造 重塑 、 信息化管理等一并设计与进行 。 二是产权制度的改革 。产权制度是最根本的 制度 ,需要进一步改革 ,以便为人才资本的发展提 供制度性的保证 。在知识经济社会里 , 人才资本 的客观存在 ,对企业的产权形成了剧烈的冲击 ,动 摇了原有企业内的所有权的基础 。现代企业制度 条件下

28、,除了货币所有者向企业投资外 ,还有人才 资本所有者向企业投资 , 或者说是两种资本共同 组建企业 , 共同承担风险 , 共同享有权利 。这时 候 ,企业的产权是组合性的产权 ,人才资本所有者 ( 上接第 25 页) Manufacture and Design of SMS Nonwovens Used for Medicine (Jiangyin Golden Phoenix Nonwoven Fabrics Co . , Ltd. ) L u S hengpi ng , Chen L i hua Abstract : More and more SMS nonwovens are app

29、lied in t he medicine and hygiene fields for t heir excellent performances , such as high st rengt h and good barrier property. The article presented t he char2 acteristics of SMS composites , it analyzed and compared SMS wit h wet2laid nonwovens and spunlaid nonwovens. The t rend of SMS nonwovens was showed in it . Keywords : nonwovens , SMS , performance , medicine and hygiene fields , application ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.