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1、 非织造学论论 文文 题题 目：目： 双组份复合纺粘非织造技术的发展概况双组份复合纺粘非织造技术的发展概况 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 老 师： 日 期： 年年 月月 双组份复合纺粘非织造技术的发展概况摘要：以纺粘非织造为媒介，阐述了双组份复合纺粘非织造技术的发展情况。关键字：纺粘法、非织造、复合、双组份1. 纺粘法非织造技术及起源纺粘法非织造布技术是目前非织造布生产中的主要工艺方法之一，也是发展最快、技术含量最高的非织造技术。应该说，纺粘法非织造布技术是受桑蚕吐丝和蜘蛛织网的启发而发明的一步法成布技术。但它的发展却是建立在现代化学纤维工业发展基础上的。所以纺粘技术被认为是化学纤维生
2、产技术的一种延伸，是化纤技术和非织造技术紧密结合的成功典范。20世纪40年代初，美国粘胶纤维公司的研究人员就曾经试验过将纤维直接铺到帘网上形成纤维网，并已建成了实验工厂。50年代初美国海军研究实验室研制成的一种小型熔融挤出机，可将聚合物熔融后从很细的喷丝孔中挤压成很细的长丝纤维，再用热空气吹到网帘上，使纤维自己粘结成网，这已经是现代纺丝成网技术的雏形。由于当时的相关技术未达到所要求的水平，这些研究都未能继续下去。随着化学纤维生产技术的成熟和发展，50年代末德国Freudenberg公司和美国Dupont公司开始了对纺粘法工艺进行了工业化的研究，60年代中期，他们几乎同时生产出了现代意义上的纺粘
3、法非织造布。但由于当时这项技术尚不完善因生产成本高、投资大且无大宗用途等原因，使该技术未能迅速推广应用。直到60年代末至70年代初，由于妇女卫生巾包覆材料、地毯基布及土工布等方面的大量应用，才推动了纺粘法技术的发展。由于纺粘非织造布在强度、耐化学性及生产运行成本等方面的优势，使它在医疗卫生、家具装饰、环保过滤、农业、土工建筑及包装材料等方面的应用得到很快的拓展，目前纺粘非织造布产量已达到全球非织造布总产量的30%以上，欧美等发达国家已经超过50%，是30年来发展最快、应用最广的非织造材料。2002年，世界纺粘非织造布的产量已达到100万吨以上，我国纺粘非织造布的产量2003年已达到了22万吨左
4、右。2. 纺粘非织造法的现状2.1. 纺粘非织造的工艺原理纺粘法也就是熔融纺丝成网法,它是利用化学纤维纺丝原理的方法,在聚合物纺丝成形过程中通过骤冷的空气对挤出的熔体细丝进行冷却,使细丝在冷却过程中受到拉伸气流的拉伸作用,形成连续长丝,然后在凝网帘上成网,并铺放在成网帘上,再经固结装置处理后形成纺粘法非织布。纺粘法非织造布的基本工艺流程包括切片烘干、喂入、熔融挤压、纺丝、冷却拉伸、分丝铺网和纤网加固等。其中,纺丝、冷却拉伸、分丝铺网和纤网加固,这4个工艺过程是在一条生产线上,纺丝、冷却拉伸和成网是在很短时间连续完成的,拉伸和成网过程是纺粘法非织造布技术的核心,它能体现纺粘技术水平的高低,气流牵
5、伸是纺粘法非织造布技术不同于一般加工化学纤维的一个显著特点。在纺粘设备的拉伸通道中,因为气流速度远大于从喷丝孔挤出的丝条速度,丝条对气流的摩擦阻力,是作用在丝条上的主要作用力,丝条在与气流的摩擦力作用下做加速运动,在狭缝处达到最大的速度,所以丝条的拉伸是在喷丝板和狭缝之间完成的,丝条在气流的作用下,不但完成了丝条的牵伸,而且纤维的结构也发生了变化,提高了纤维的结晶度和取向度。2.2.纺粘非织造的生产特点（1）流程短。纺粘法非织造布的生产流程为:切片干燥纺丝牵伸成网热轧或针刺或热风或水刺卷绕,较其他工艺流程简短。（2）用工省。年产3000t的生产线每班仅需56名操作工。（3）成本低。主要能耗每吨
6、产品600kWh。（4）生产效率高。人均年产值可达70万元以上。（5）产品强力高。一般面密度为10g/m2的产品,其强力可达918N,且纵横向强力差异较小。2.3. 纺粘非织造的主要技术（1）整板、负压牵伸。该技术的优点是非织造布表面均匀,能耗低,操作简单;缺点是纵横向强力差异大。主要设备制造商是德国莱芬豪舍(Rei-fenhauser)公司。（2）矩形板、狭缝、正压牵伸。该技术的优点是纵横向强力比可调节;缺点是能耗大,非织造布表面易产生并丝。主要设备制造商是意大利NWT公司。（3）矩形板、管状、正压牵伸。该技术的优点是牵伸足;缺点是能耗大,非织造布表面易产生云斑。主要设备制造商是意大利STP
7、、ORV 和Moderm公司。（4）整板、正压牵伸。该技术的优点是非织造布表面均匀、牵伸足,适应多品种生产;缺点是能耗大,非织造布表面易产生云斑。主要设备制造商是美国诺信(Nordson)和日本神户制钢公司。2.4.纺粘非织造布的现状 上世纪60年代美国杜邦(DuPont)和欧洲百得补(Freudenberg)公司几乎同时研制成功纺粘法非织造布。该产品从70年代开始在国外得到发展,目前其产量已占非织造布总产量的40%左右,所使用的原料已发展到PP、PET、PA、PE、PU 和PLA。其工艺可采用单组分纺丝和双组分复合纺丝以及热轧、针刺、水刺和热风粘合方式。主要产品有PP、PET、PA、PU和P
8、LA纤维热轧非织造布;PP和PET针刺非织造布;PET水刺非织造布;PE/PP、PE/PET和PA/PP 复合纤维热轧非织造布;PA/PET复合纤维热风、水刺非织造布等。我国国内在上世纪80年代末引进了三条生产线(广东、上海、沈阳) ,生产能力约3000t/a,开始了纺粘技术的消化吸收和应用开发工作,现有生产线接近200条,年生产能力接近60万t。2003年产量26.7万t,已占非织造布总产量的32%左右,所使用的原料已发展到PP、PET和PA。其工艺可采用单组分纺丝和双组分复合纺丝以及热轧和针刺粘合方式。3. 纺粘非织造新技术和发展趋势3.1. 高速和高生产率技术主要途径是提高纺丝拉伸速度、
9、增加喷丝板孔数和多纺丝头配置。典型代表是2002年德国Reifenhauser公司推出的Reicofil IV型生产线。该设备加大了正压牵伸的力度，使纺PP的最高纺丝速度提高到5000mmin，同时喷丝板孔数由原来每米5000孔提高到7000孔，生产线速度最高可达到800mrain，一条生产线年产量达20 000吨。同时，许多纺粘设备制造厂致力于发展多纺丝头设备，一些生产企业也在进行多纺丝头改造。一般每条生产线配置3至5个纺丝箱体，也有多达7个，单线生产能力最多已超过20000 ta。其他如美国Ason、J不用或少用粘合剂,对生态无害;纤网成形和纤网缠结速度快,生产成本低,产量高,并节约纤维成
10、本。水刺工艺能够压紧和缠结多层纤网,生产具有理想性能的复合新材料;水刺工艺可以分裂并缠结多组分纤维,生产柔软而有强力的产品。7.2. 国内研发情况发展双组分复合纺粘法非织造布已成为行业共识。上海市合成纤维研究所在此领域已取得初步成果。该所有年产2500t的生产线,门幅3 m,可生产PE /PP皮芯型复合产品。采用矩形板、管式、热轧技术,已申请发明专利。产品的截面形状见图1。皮层是PE,熔点为130;芯层是PP,熔点为165。纺粘法非织造布轧点形状见图2。双组分复合纺粘法非织造布的物理性能指标列于表1。8. 双组份纤维的类型9. 主要的双组分纺粘非织造产品、用途及市场前景9.1. PE /PP
11、皮芯型复合非织造布PE /PP皮芯型复合非织造布的产品特点是手感柔软,拒水性好,易与薄膜复合。可代替目前ES纤维( PE /PP皮芯型复合短纤维)热轧或热风非织造布用于一次性医用材料、妇女卫生巾和婴儿尿布;还可作过滤材料基布, 在高级滤材中作骨架, 并起初滤效果。产品可与薄膜复合后用作防水材料, 与PE 膜复合经双向拉伸后可用于卫生用品。香港美亚公司用上海市合成纤维研究所提供的样品与PE膜复合,经双向拉伸后用于卫生用品。代表产品：阿克苏公司“COLBOND”;皮为20%PA6,芯为80%PET,克重为100g/m2,强力可达265-274 N/5cm,伸长30%(纵横向接近),单丝细度11-1
12、6 dtex,热收缩1%(无张力) 。9.2. PE /PET 皮芯型复合非织造布日本尤尼契卡公司的产品Eleves即为PE/PET皮芯型复合非织造布。该产品经热辊热封后具有较高的强力和卓越的防水性能,可做篷布覆盖材料。9.3. PA /PET 皮芯型复合非织造布产品特点是硬挺、尺寸稳定性好,可作高级簇绒地毯基布,特别是小块拼花地毯基布。具代表性的产品是阿克苏公司Colbond,皮层为PA6 (20%),芯层为PET (80%);面密度100 g/m2 ,强力可达265274 N,伸长30% (纵横向接近) ,单丝线密度11111617 dtex,热收缩1%(无张力)。其过滤材料基布既可作高级
13、过滤材料骨架,也可起初滤效果。9.4. P E T / P A 橘瓣型超细纤维复合非织造布用两种不同组分纺制桔瓣型复合纤维,利用气流拉伸的力和水刺使桔瓣分裂,制成超细纤维的复合非织造布,用途更广。纺粘布用橘瓣型纤维的PET/PA原料，大多数为70 %PET，30%PA，其分裂前的单丝纤度大多为1 3 D，分裂的片数有8片、16（88）片、32（1616）片，分裂后的单丝平均纤度可达0.03125D，是一种超细纤维。固结这种超细纤维非织造布的方法不能用热轧法，必须用高压水刺法。因为热轧法会使纤维熔结在一起而不能分裂，高压水刺则是其分裂的最好方法。橘瓣型超细纤维应用非常广泛，其产品柔软性、悬垂性和
14、蓬松性较好，尺寸稳定性好，吸音效果好，主要用于PU革基布、高级揩布和高级过滤材料，如汽车纺织品领域、医疗卫生领域（如医用胶布和伤口绷带等）等，市场需求较大，目前市场售价一般为510万元/t，经济效益十分可观。另外，这种产品的透气性、屏蔽性和舒适性也极佳，能加工成床上用品、运动衣和休闲服。产品在不使用化学添加剂的情况下，能防止螨虫的侵入，防止人体产生过敏反应。由于产品的水洗和干洗性较好，因此能加工成轻薄、柔软的装饰品，经过浸渍、涂层、印花、染色、轧花、刷毛、磨毛、植绒、轧光、层合等后加工处理后，还可具有良好的亲水性或拒水性。9.5. 并列型双组分纤维非织造布并列型双组分纤维是利用热湿收缩性能不同
15、的2种聚合物，它们相互之间能紧密结合，经过热处理后产生螺旋状卷曲，以提高织物的弹性和蓬松性；也可以利用种组分上染性的不同来制造异色纤维。在非织造布生产中，并列型双组分纤维能生产出高蓬松性的产品。9.6. 海岛型超细纤维非织造布纺粘布用海岛纤维是目前世界上非常流行的一种生产超细纤维的方法。目前，我国的纺粘布用海岛纤维有长丝和短纤种，国内20多条用于生产超细纤维非织造布的生产线大部分都是用海岛纤维经过开松、梳理、铺网之后进行针刺成布，而后将海组分溶去得到超细纤维非织造布的，在国外也有用纺粘非织造布直接针刺的。这种超细纤维非织造布的规格一般为150300 g/m ，主要用于生产高级革基布、高级揩布等，出口前景看好。日本Kuraray（可乐丽）公司用一种名为EXCEVALTM的可溶、可生物降解的树脂，与PP、PE或PA等树脂进行复合纺丝，热粘合成布，经90水洗后将EXCEVALTM 组分溶去即形成单纤细度达0.1dtex左右的超细纺粘非织造布，产品吸水性好、克重低、强力大，可用于农业、美容面膜、过滤材料等。 10.结语近10来年纺粘法非织造布技术不但在工艺水平、设备制造方面，而且在产品质量、生产成本等方面都有显著的进步和提高，极大地推动了纺粘法非织造布的应用和高速发展。我国纺
