【正文】 本科畢業(yè)論文(設計)題 目：SMS非織造材料抗菌整理及工藝優(yōu)化學 院： 紡織服裝學院 專 業(yè)： 紡織工程 姓 名： 萬英杰 指導教師： 周蓉(副教授) 2012 年 6 月 7 日SMS非織造材料抗菌整理及工藝優(yōu)化Research on Antibacterial Finishing of the SMS nonwovens and the process optimization摘 要采用含特殊雜環(huán)化合物的抗菌整理劑對SMS非織造布進行抗菌整理。采用了正交實驗設計方法，主要考慮整理劑濃度、整理劑溫度，浸漬時間，烘燥溫度、烘燥時間五個因素，各因素分別取四水平，共設計了16組實驗。采用極差分析方法，分析了整理劑的濃度、整理劑溫度，浸漬時間，烘燥溫度、烘燥時間五個主要因素對抗菌整理效果的影響和顯著次序。并以測量抑菌環(huán)大小的方法評價抗菌性能，得出了最佳整理工藝：整理劑濃度30g/L，整理劑溫度43℃，浸漬時間20min，烘燥溫度100℃，烘燥時間180s，同時比較了整理前后試樣在強力、透濕性、透氣性、懸垂性等方面的差異，經(jīng)整理后非織造布的透氣性、懸垂性并沒有太明顯的變化，但其強力及透濕性降低，說明經(jīng)抗菌整理后的非織造布在穿著耐久性方面有所下降，但是經(jīng)抗菌整理后的非織造布主要用于醫(yī)用防護方面，且大多為一次性使用，雖然整理后穿著耐久性下降，但能達到較好的抗菌效果，這一點仍然可以接受。關鍵詞：SMS非織造布 抗菌整理 正交實驗 工藝優(yōu)化Research on Antibacterial Finishing of the SMS nonwovens and the process optimizationAbstract Using special heterocyclic poundsbased antibacterial finishing agent for SMS nonwoven antibacterial experimental design is used. We mainly consider five factors: finishing agent concentration,finishing agent temperature,dipping time,drying temperature,drying time,four levels of each factor were taken,a total of 16 experiments designed. Range analysis method is used to analyze finishing effect and significant sequence to the nonwoven. The five factors: finishing agent concentration, finishing agent temperature, dipping time,drying temperature,drying time. And to measure the bacteriostatic ring diameter to evaluate antibacterial properties,the optimum finishing process: the concentration is 30g / L, temperature is 43℃,dipping time is 20min,drying temperature is 100℃,time is 180s,the sample was also pared before and after finishing in the strength,water vapor transmission,air permeability,drapebilily,the finished nonwoven fabric air permeability and drapebilily change a little,but its strength and water vapor transmission decrease,indicating the antibacterial finished nonwoven fabric declines in durability,but the postfinishing nonwoven is used in medical protection mainly,and mostly used once,although the antibacterial finished nonwoven fabric declines in durability,we can achieve good antibacterial effect,so that is acceptable.Keywords: SMS nonwovens Antibacterial finishing Orthogonal experiment Process optimization目 錄第一章 引言 1 SMS復合非織造布及其應用 1 SMS復合非織造布的歷史和發(fā)展前景 2 SMS復合非織造布的特性 3 SMS復合非織造布的應用領域 3 SMS非織造布應用于醫(yī)用防護用品的優(yōu)勢 4 抗菌整理及應用 6 6 6 9 9 11第二章 實驗部分 13 13 SMS復合非織造布纖維成分的測定 13 SMS復合非織造布厚度的測定 13 SMS復合非織造布克重的測定 15 小結 16 17 17 17 20第三章 整理前后性能測試和比較 23 23 26 26 27第四章 結 論 29謝 辭 30參考文獻 31附 錄 33 青島大學本科生畢業(yè)論文（設計）第一章 引言眾所周知，微生物如細菌、真菌和酵母菌幾乎無處不在[1],而微生物特別是細菌和霉菌極易在各種織物上繁殖, 尤其在醫(yī)院和旅館中使用的多數(shù)織物能為病源菌引起的疾病傳播和交叉感染提供條件[2]。 而且靠近人體處又是一個溫暖、潮濕的小氣候, 有大量的細菌食物: 汗氣和其它分泌液、皮屑、脂肪和磨損的線頭, 因此, 紡織品與人體構成的微環(huán)境給微生物的繁殖提供了理想的條件。因此，進行紡織品的抗菌研究，開發(fā)抗菌紡織品具有重要意義[3]。由于傳統(tǒng)的棉質(zhì)機織布存在使用中易于脫落棉屑和產(chǎn)生灰塵, 洗滌后紗線間孔隙覆蓋性變差導致對細菌屏蔽性減弱, 消毒不嚴還會帶菌等缺點[4] , 因此隨著人們醫(yī)療衛(wèi)生意識的增強, 具有優(yōu)良醫(yī)用性能的用即棄非織造布很快以絕對優(yōu)勢取代了傳統(tǒng)的棉質(zhì)機織物。據(jù)介紹, 棉織物上僅3分鐘就有5000個細菌通過[5] ，而每分鐘穿過一平方英寸非織造布的細菌數(shù)為0[6]。近些年來非織造布產(chǎn)量不斷增長, 銷售市場也越來越廣闊, 其中在醫(yī)療防護領域份額的增長和重要性的顯現(xiàn)尤其引人注目[7]，特別是近幾年來人類遭受到非典和禽流感等疾病的危害，提高醫(yī)用產(chǎn)品的安全性能更是成為研發(fā)重點[8]。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的不斷改善, 提高醫(yī)療衛(wèi)生水平、防止細菌的交叉感染已成為擺在醫(yī)療衛(wèi)生部門面前的一個重大課題, 使用符合要求的一次性抗菌醫(yī)療用非織造布制品是一個有效的措施[9]。 SMS復合非織造布及其應用SMS復合非織造布中的S是指Spunbond即紡粘，M為meltblown即熔噴。SMS復合非織造布是由上層S布(紡粘布)、中層M和(熔噴布)、下層S布(紡粘布)三層通過熱熔復合而成[10]。具有強力高、過濾性能好、不含粘合劑、無毒等優(yōu)點。目前主要用于醫(yī)療衛(wèi)生勞動防護產(chǎn)品如手術服，手術帽，防護服，洗手衣，手袋等。目前，SMS復合非織造布的生產(chǎn)主要有兩種形式，一種是在線復合，另一種是離線復合。在線復合是指在兩個或多個紡粘成網(wǎng)系統(tǒng)之間加設一套或多套熔噴裝置，形成SMS、SMMS、SMMMS等復合型非織造布產(chǎn)品。離線復合是指先由兩種工藝分別制得紡粘法非織造布和熔噴法非織造布，再通過復合設備將此兩種非織造布復合在一起形成SMS復合型非織造布。一般克重范圍：30500克/平方米；基本寬幅：1500mm與2400mm。 SMS復合非織造布的歷史和發(fā)展前景復合非織造布的出現(xiàn)應歸結為化纖技術及非織造布技術的發(fā)展, 它們?yōu)榫酆衔锍删W(wǎng)法非織造布提供了良好的技術條件。上世紀50年代末美國杜邦公司和德國的弗羅伊登貝爾格公司(Freudenberg)開始對紡絲成網(wǎng)法進行工業(yè)化生產(chǎn)的研究, 陸續(xù)出現(xiàn)了紡絲成網(wǎng)非織造布的專利, 并于60年代初由杜邦公司的實驗室生產(chǎn)出紡粘法非織造布。到60年代中期, 美國的埃克森（Exon）公司對熔噴非織造布技術進行了研究,70年代初成功地生產(chǎn)出了超細纖維, 之后?？松緦⑦@一技術轉(zhuǎn)讓給了數(shù)家美國公司, 因此熔噴非織造布迅速實現(xiàn)了的商業(yè)化生產(chǎn)。在隨后幾十年里經(jīng)過廣大科技工作者的努力, 紡粘熔噴非織造布技術得到迅速發(fā)展, 并在90年代初由美國一家公司開發(fā)出SMS復合非織造布[11]。SMS復合非織造布在中國的發(fā)展始于20世紀90年代末。江陰金鳳非織造布有限公司率先利用離線復合設備生產(chǎn)SMS非織造布, 至今中國已有多家企業(yè)可生產(chǎn)此種SMS產(chǎn)品。PGI 南海南新無紡布有限公司于1999年底從德國Reifenhauser 公司引進Reicofil Ⅲ型SMXS生產(chǎn)線, 該線于2000年4月投產(chǎn), 至此我國開始了SMS在線復合非織造布的生產(chǎn)。2003年7月, PGI 南海南新又在原來的“X”空位, 增加了1個“M”熔噴頭, 使其可以生產(chǎn)SMMS復合產(chǎn)品。當今世界上可提供在線組合式SMS技術的設備制造公司主要有德國Reifenhauser、美國Nordson、意大利STP等。2005年初, 溫州昌隆化纖有限公司投產(chǎn)了中國第一條國產(chǎn)SMS生產(chǎn)線, 昭示著我國已擁有了在線SMS組合式非織造布技術。SMS的一個大的應用領域是一次性衛(wèi)生用品方面。婦女衛(wèi)生巾側(cè)邊防滲、嬰兒尿褲的腿根部的防側(cè)漏邊基本都是應用SMS非織造布；同時，國際上一些知名的大公司的衛(wèi)生巾、嬰兒尿褲的最外包覆層也都在使用SMS非織造布。據(jù)中國造紙協(xié)會生活用紙專業(yè)委員會的統(tǒng)計資料顯示，2005年中國大陸衛(wèi)生巾消費量達至數(shù)百億片，市場滲透率為60%左右，衛(wèi)生護墊的消費量過200億片，市場滲透率為近6％；嬰兒尿褲消費量約3000億片，市場滲透率超過6％，嬰兒尿片消費量近千億片，嬰兒尿褲尿片總的市場滲透率為10％。若中國一次性衛(wèi)生用品市場滲透率能夠達到歐美日等發(fā)達國家水平或世界平均水平的話，其在SMS非織造布方面的用量將是巨大的，是極具潛力的。SMS的另外一個大的應用領域就是醫(yī)用防護方面。在歐美發(fā)達國家，SMS手術衣已經(jīng)基本得到普及。在我國，由于消費水平、法律法規(guī)、配套設施以及觀念上的種種原因，SMS手術衣的應用還受到限制[13]。目前中國的一級城市的醫(yī)院和醫(yī)療機構，對防護服、手術衣等用即棄制品的應用都不夠，或有些產(chǎn)品還達不到衛(wèi)生署的要求等等因素。但隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和國家衛(wèi)生法規(guī)的不斷健全，中國一些大中城市的一些大中型醫(yī)院已開始使用SMS非織造布手術服、防護服等，在21世紀，SMS復合非織造布在醫(yī)療和衛(wèi)生領域的應用將會得到較快的增長。 SMS復合非織造布的特性紡粘法非織造布的最大特點是具有連續(xù)長絲結構，拉伸強度高，纖維纖度范圍大。而熔噴非織造布的特點是纖維直徑細、比表面積大蓬松、柔軟、懸垂性好、過濾阻力小、過濾效率高，而其最大的弱點是強度低、耐磨性較差。熔噴非織造布不如紡粘非織造布強度高，而紡粘非織造布的纖維不如熔噴非織造布的纖維細。強度低和耐磨性差兩個缺點在相當程度上限制了熔噴產(chǎn)品的應用領域，而這恰恰可以由紡粘產(chǎn)品與之復合來彌補，使復合后的產(chǎn)品既有高的強度及耐磨性，又有好的過濾性、保溫性及導濕性[14]。以丙綸為主原料的SMS復合非織造布具有如下的優(yōu)異特性：(1)均勻美觀的外觀；(2)高抗靜水壓能力；(3)柔軟的手感；(4)良好的透氣性；(5)良好過濾效果；(6)耐酸、耐堿能力強。 SMS復合非織造布的應用領域SMS復合非織造布產(chǎn)品具有的優(yōu)異性能決定了其廣泛的應用領域，目前以PP為主要原料的SMS復合非織造布主要應用在以下領域[15]。(1)薄型的SMS產(chǎn)品因其防水透氣性，適用于衛(wèi)生市場，如衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊、嬰兒屎褲、成人失禁屎褲等的防滲側(cè)漏邊及背襯等。(2)中等厚度的SMS產(chǎn)品適用丁醫(yī)療領域，如外科手術服、于術包布、手術罩布、殺菌繃帶、傷口貼、膏藥貼等，同時也適用于工業(yè)用工作服、防護服等。(3)厚型SMS產(chǎn)品廣泛用于各種氣體和液體的高效過濾材料，同時也是優(yōu)良的高效吸油材料，用于工業(yè)廢水除油、海洋油污清理和工業(yè)抹布等方面。 SMS非織造布應用于醫(yī)用防護用品的優(yōu)勢防護效果、成本及舒適性是醫(yī)療防護用品的三大要素[16]。采用SMS復合非織造布能使三大要素得到較好的組合。一、防護效果防護效果的相關因素有屏蔽性、細菌過濾效率、最大孔徑和平均孔徑等。一般采用靜水壓法可間接反映屏蔽性能。靜水壓試驗是測試施加在試樣上的水柱的高度來表示非織造布抵抗液體滲透的能力[17]。作為醫(yī)療衛(wèi)生材料的SMS復合非織造布，無論是做手術衣或是做消毒包等都應該是防滲的。因為病毒和細菌是通過液體的滲透而從非消毒區(qū)轉(zhuǎn)移到消毒區(qū)的。由于SMS復合非織造布具有壓力條件下的防滲性，比起濕法、紡粘法等非織造布，其防滲性能要好得多。SMS的靜水壓