基于开纤工艺优化和微型污染物指标控制的超细纤维洁净擦拭布关键工艺的研究

马传顺

摘 要：當前社会技术层面的革新速度逐步加快，尤其体现在精密制造行业以及微电子行业中，因此对于生产环境的要求也逐步严格，精密行业也将生产环境中的微型污染物作为重点清理对象，因此该行业中微型污染颗粒的含量控制已经成为热门的研究话题。超细纤维擦拭布在污染物清除与设备清洁方面扮演着重要角色和发挥不可替代的作用，并且其市场需求量也在不断增加。本次课题主要阐述了擦拭产品性能表现影响因素，同时对其中的缺陷进行一定的处理，对产品和关键生产工艺进行优化。本文通过研究比表面积和所使用纤维线密度平方之间的关联性，提出有效解决纤维细度过大的问题的方法，并对开纤工艺的优化进行科学的论述。超细纤维擦拭布的加工环境设定在无尘室中，其中涉及到的所有工序都需要进行严格管控。在完成整个超细纤维擦拭产品的加工环节中，对于每一个步骤中参数以及外部影响因素的波动都需要进行有效监测与控制，其中包含盐离子浓度、有机物种类、微型颗粒数量等。经过对超细纤维洁净擦拭布关键工艺的设计进行关键工艺的优化，从超纯水进行分析监测的结果可以得知，其中颗粒物含量、离子浓度等指标得到了显著优化，符合高质量擦拭产品的生产条件，对于最终擦拭布产品的质量有较大的推动作用。

关键词：擦拭布；超细纤维；微型污染物；开纤

Abstract： As technological innovation gradually accelerates in the society now， especially in the industries of precision manufacturing and microelectronics， it results in more strict requirements on the manufacturing environment， and micropollutants are also regarded by the precision manufacturing industry as a key object to remove from the manufacturing environment， so the control of micropollutants in this industry has become a hot research topic. Ultra-fine fiber wipes play an important and irreplaceable role in removing pollutants and cleaning equipment， the market demand for which keeps increasing. This study mainly expounds the factors that affect the performances of wipes， handling defects in them to some extent and optimizing such products and the key manufacturing process. By studying the correlation between the specific surface area and squared density of fibers， this paper presented an effective method for solving the problem of excessively peeling fiber， and gave a scientific explanation of optimizing the fiber peeling process. Ultra-fine fiber wipes are manufactured in dust-free rooms， each procedure of which needs strict supervision and control. When the whole manufacturing process of ultra-fine fiber wipes is implemented， parameters for each procedure and fluctuation of external influencing factors should all be monitored and controlled effectively， including the concentration of salt ions， types of organics， the quantity of tiny particles etc. The key process of ultra-fine fiber wipes was designed and optimized， and from the results of analyzing and monitoring ultrapure water， it can be seen that the indicators such as the quantity of particles and the concentration of ions have all be significantly optimized， and met the manufacturing conditions of high-quality wipes， which is of great help to improving the final quality of wipes.

Keywords： Wipes， Ultra-fine fiber， Micropollutant， Fiber peeling

现阶段各项技术的发展都趋向于精密化，因此对于生产环境的要求也逐步严格，精密行业也将生产环境中的微型污染物作为重点清理对象，各种微小污染物颗粒在实际清理的过程中有较大的阻碍。首个将微型污染颗粒作为清理对象的擦拭产品能够追溯与上世纪六十年代，其发明者是美国著名的科学家Edward Paley，自从该类型产品问世之后，在各个行业都得到了较为广泛的使用，人们也根据各领域的特点对擦拭产品进行功能性扩展与延伸。就当前的使用领域上来看，超细纤维擦拭产品在机械硬盘磁头以及精密机械清洁方面发挥着不可替代的作用。仅仅从国内整体表现上来看，相关技术革新速度加快，尤其是微电子领域对超净技术有较大的需求。所以说，不断提升擦拭布质量与性能成为现阶段乃至之后一段时间的发展任务。

1、洁净擦拭布性能影响分析

洁净擦拭布产品最为基础的功用就是有效清洁与吸附[1]，其中与擦拭布产品的清洁能力关联性较大的参数就是比表面积，行业中对比表面积有一定的计算方式，如公式（1）所示：

在上述的公式当中：F 定义为分析产品的比表面积数值，单位是cn2.g ；Nm 定义为选定单位纤维长度数值，单位是cm/g ；d定义为纤维直径尺寸数值，单位是μm；Ndtex 定义为纤度数值，单位是dtex。

因此可以得知，最终测定的比表面积和所使用纤维线密度平方之间是反比关联，超细纤维就会具备较大的比表面积数值，同时除污清洁能力强。在行业应用中仍旧是以上述的公式为标準选定纤维，为确保比表面积符合生产需要，使用开纤技术能够有效解决纤维细度过大的问题。

对于所生产擦拭产品的各种性能要求不仅仅局限于清洁除污与吸附能力，还应当具备重复性使用与手感柔软、具有抗菌性等特征。同时，随着科技的不断发展，对于精密化产业的生产要求也有大幅度提升，擦拭布也正在向功能多样化方向进行过渡，在此期间所需要考虑的影响因素会涉及到较大的范围，例如盐离子总量、有机物含量等等，各类影响条件与产品最终的质量都息息相关。所以说，加工生产过程中的每一个环节都需要严格把控，无论是在生产资金投入方面还是在工序方面，确保符合高质量产品的各项要求。

2、开纤工艺的优化

在实际工业生产当中，构成擦拭布结构所使用的纤维并不是单一类型，其中涵盖涤纶布料以及超细纤维[2]，两者具备一定的相同特性，例如构成布料之间并没有间隔。但是在结构与使用过程中差异性较大，前者的应用领域大都是条件较为宽松的加工环境，涤纶种类的整体显微观测图像如图1。

超细纤维中所包含的纤维大都经过了开纤处理，在对涤锦材料进行处理之前的组织图示如图2所示，整个纤维构成细度较大；若经过开纤处理过后，单个组织纤维表面出现数量较多的微型孔洞，可以显著提升擦拭产品的比表面积数值，并且对微型污染颗粒的吸附作用有所完善，处理后的对比图像如图3所示。

从涤锦复合纤维的定义上来看，该产品是借助于复合纺织手段加工而成的纤维产品，将该类型的纤维进行开纤处理，最终测定的有效开纤比例稳定在60%之上的能够作为超细纤维产品。但是就最终擦拭布产品来看，其产品性能表现是在充分擦拭强度条件下不会发生损坏，此时就需要作为卷轴形式的擦拭产品进行生产与测定，并且延长整个运行周期。

3、染整用水的优化及规范

在完成整个超细纤维擦拭产品的加工环节中，对于每一个步骤中参数以及外部影响因素的波动都需要进行有效监测与控制，其中包含盐离子浓度、有机物种类、微型颗粒数量等。最终得到的擦拭产品需要符合各类精密加工行业的基础条件，但是上述的工艺在普通的染整环节中无法满足。为了完成整个试验过程，首先就需要对加工生产中所涉及到的辅助加工试剂进行含量测定与选取，但是所使用精炼水的含量水平偏高，进而会使得加工过程中成分改变区间大，造成不可控的结果。所以说，工艺有效设计的重要一环就是对染整用水进行规范化。本次实验所选用的超纯水与一般用水的各项参数指标测定数据波动如图4至6所示。

从上述的数据结果可以看出，行业中所使用的染整用水颗粒物、离子等指标变化程度大，同时对外部环境因素较为敏感，例如台风天气、干旱天气等都会对所使用水质造成一定的参数调整。所以说，擦拭产品染整环节中所涉及到的各项指标不易被掌控，尤其是微型污染物的浓度数值。但是对超纯水进行分析监测的结果可以得知，其中颗粒物含量、离子浓度等指标得到了显著优化，符合高质量擦拭产品的生产条件。因此能够得出，超纯水的推广对于最终擦拭布产品的质量有较大的推动作用。

5结论

经济的不断发展带动着科技的进步，尤其是现代社会中各种精密行业以及微电子领域受到各界的关注，为了确保微电子行业的快速发展，因此该行业中微型污染颗粒的含量控制已经成为热门的研究话题。其中擦拭布在污染物清除与设备清洁方面发挥着不可替代的作用，并且市场对其的需求量也逐步上升，对其要求也逐步严格。在市场中存在的诸多产品当中，使用频率较高的就是超细纤维擦拭布，该产品的加工环境设定在无尘室当中，并且其中涉及到的所有工序都需要进行严格管控。不仅如此，为了有效提升该产品在国内和国际市场的使用比例，相关擦拭产品行业应当逐步优化生产流程，对其中的开纤处理、染整用水等进行合理升级与完善。

参考文献：

[1]秦晓，王秋美.超细纤维洁净布及其清洁效果的评价[J]. 纺织技术，2006（4）：51-53.

[2]钱坤，王鸿博，王纯凤.超细纤维洁净布的设计与生产[J].纺织学报，2004（4）：84-86.

[3]尉霞，林娜.超细纤维机织洁净布的设计[J].上海纺织科技，2007，35（2）：53-54.