上海纺织科技SHANGHAITEXTILESCIENCE&TECHNOLOGY2005年4月・第33卷・第4期技术讲座Vol.33No.4,2005纺粘非织造工艺的发展(二)陈 ,陈龙敏(海南欣龙无纺股份有限公司国家非织造材料工程技术研究中心,海南海口571924)摘 要:介绍了纺粘非织造工艺技术的起源、工艺过程、产品用途、原料要求和发展趋势,认为这一技术必将成为非织造布生产的主力工艺技术。关键词:非织造布;纺粘法;工艺;产业用纺织品中图分类号:TS174.8 文献标识码:A 文章编号:100122044(2005)0320036202DevelopmentofspunbondnonwovenprocessCHENZhe,CHENLong2min(HainanXinlongNonwovenCo.,Ltd.,Haikou571924,China)Abstract:Thispaperintroducestheorigin,processflow,productapplications,rawmaterialrequirementsandtechnologicaldevelop2mentofspunbondnonwovenprocess.Theprocessisthoughttobecomeamajorprocessinnonwovenproduction.Keywords:nonwoven;spunbond;process;industrialtextiles4 纺粘非织造常用原料和产品用途由于生产技术、产品价格和应用领域不同,目前纺粘非织造材料常用的原料主要是聚丙稀PP、聚酯PET和聚酰胺PA6或PA66。4.1 聚丙稀PP这是目前纺粘工艺应用最多的一种树酯,一般都为流变控制型,具有高均匀性与高质量。主要指标:熔融指数≥27,分子量分布180000～300000,灰分≤200mg/kg,等规度≥95。由于PP具有强力高、熔点低、加工性能好、耐化学性好、密度小、价格便宜等优点,使其在妇女卫生巾、婴儿尿布、成人尿布、农业丰收布和家具包装材料等领域得到广泛应用。4.2 聚酯PET主要指标:特性粘度0.61～0.66dL/g,分子量分布19000～21000,灰分≤0.07%,水分≤0.4%。PET具有较高的强度和综合性能指标,它在纺粘工艺中的应用仅次于PP。由于现在大多数生产线所用的PET切片还必须预先干燥,单位能耗较PP产品高,且切片本身的价格也高,所以PET纺粘布的成本和价格较PP为高,主要应用于使用价值较高的产品。根据加固方式不同,切片原料可采用均聚物或共聚物。一般机械加固时多使用单一品种均聚物;热粘合加固时可使用部分低熔点的共聚酯,以减少能耗。在生产双组分产品时,芯组分也用均聚酯,而外层多使用共聚酯或聚烯烃。由于聚酯纺粘布在强力、耐气候性能等方面有明显优势,所以被广泛应用在农业、包装、土工建筑、屋顶防水基材等领域。4.3 聚酰胺PA6或PA66主要指标:特性粘数2.6～2.9dL/g,分子量分布16000～22000,单体含量≤2.0%,含水率≤0.07%。聚酰胺具有较好的强度耐磨性、染色性和吸湿性。由于价格较贵,这种原料使用较少。5 纺粘生产工艺的现状与发展趋势纺粘法非织造布产量占全部纺丝成网工艺产量的80%以上,占全球非织造布总产量的30%以上。目前,全球生产能力已经超过150万吨,其中纯纺粘能力占2/3,最少有一个在线熔喷纺丝箱的生产线能力占1/3。中国大陆的生产能力在2003年也已达到近50万吨/年,占全球生产能力的1/3左右。5.1 纺粘非织造布主要生产技术现状主要生产技术有:(1)纺粘-热轧,主要产品有PP或PET纯纺粘S、SS、SSS等。(2)纺粘+熔喷-热轧复合,纺/喷产品,包括SM、SMS、SMMS等复合形式。(3)纺粘-针刺,产品主要为厚型的土工布、过滤毡等。(4)纺粘+梳理纤网或浆粕气流成网-水刺复合,产品有CS、CSC等。(5)双组分纺粘-水刺,组分有PET/PE、PET/PET等,产品如德国Freudenberg公司的Evolon。(6)纺粘-化学处理后自身粘合,主要用作PA66产品。工艺设备:以德国Reifenhauser公司Reicofil型设备为最,全球有上百条各型Reicofil生产线在运行,其他还有意大利的STP生产线、德国Lnrgi生产线等。工艺速度:目前运行的大多数生产线的纺丝速度在4000m/min以下,所以成布速度小于250m/min。纤维细度:大多在0.22tex(2D)以上。所用原料:PP切片占所用原料的2/3以上。产品:以薄型丙纶PP纺粘布为主,复合的SM、SMS、SSMMS其次,PET纺粘布及PA、PE双组分也有一定产量。生产能力:既有20000t/a吨能力的大生产线,也632005年4月・第33卷・第4期SHANGHAITEXTILESCIENCE&TECHNOLOGY上海纺织科技Vol.33No.4,2005技术讲座有1000～3000t/a的单头生产线。5.2 纺粘新技术和发展趋势5.2.1 高速和高生产率技术主要途径是提高纺丝拉伸速度、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ReicofilIV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5000m/min,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800m/min,一条生产线年产量达20000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20000t/a。其他如美国Ason、J&MLaboratories公司的生产线纺PET的速度可达8000m/min以上,纺PP达到5000～6000m/min。5.2.2 微细旦纺丝技术由于传统纺粘工艺纺丝的细度在0.22tex(2D)以上,产品的覆盖性、手感及力学性能较差,在一定程度上影响了产品的使用。所以如何降低纤维的细度是提高产品质量和拓展应用领域要解决的问题。一方面,在现有技术条件下,许多公司加强对牵伸器、喷丝板孔径、冷却条件等工艺条件的研究,将纺丝细度降低到0.11tex(1D)左右甚至更低,布的手感和柔软性有了明显的提高。如日本神户制钢公司PP可纺至0.55dtex,PET可纺至1.0dtex;德国Reifenhauser公司的PP可纺至0.78dtex,PET达到1.0dtex。另一方面,一些公司从创新工艺方法入手,发展新型纺粘技术。美国Ason公司1996年开发的一项所谓纺喷Spunmelt的专利技术,就是一个对纺粘技术的突破。该技术将熔喷法的技术融合到纺粘技术中,其主要特点是8000m/min以上的高速拉伸、230℃左右的高温拉伸、短程拉伸和压推牵伸技术,纺丝纤度可达0.77dtex以下。如采用熔融指数700的PP切片,可纺出0.22dtex或更细的长丝。这样生产出的PP纺粘布单丝极细,完全可代替熔喷非织造布,而布的强度又可达到纺粘水平。5.2.3 双组分纺粘布技术近年来,双组分纺粘非织造布也有较大的发展。典型代表是美国Hills公司,其先进的双组分纤维和双组分纺粘技术处于世界领先地位。Hills公司的多组分技术基于薄的分配板、不含熔体池和高密度喷丝孔的纺丝组件设计。这种纺丝组件可以使用所有的熔纺聚合物也方便地调整、控制两种聚合物的比例,可纺制皮芯型、并列型双组分纤维和分裂型、海岛型超细纤维。纺丝速度可也可达5000m/min的高速。目前,Reifenhauser、J&MLaboratories、Ason等公司经过积极研究、实验,都拥有了双组分纺丝的纺粘技术。5.2.4 生产线多功能技术较典型的有以下3种。(1)多适应性纺粘生产线。不但可以生产PP产品,还可以PET产品;不但可以生产厚型,也可生产薄型产品,如日本神户制钢的抽气式双杆挤出机,除纺涤纶不需要干燥设备外还可纺PP、PET、尼龙、双组分及可降解树酯等。(2)纺粘+熔喷多纺丝箱生产线。可生产S、M、SMS等复合产品,如美国J&MLaboratories公司的生产线可生产纺粘、熔喷、双组分纤维非织造布,可方便地形成SMS、SSS、MMM、SMSMS及SAMAS产品等。(3)纺粘+梳理纤网或木浆粕气流成网+水刺生产线。可生产高强度、吸湿性好、手感较佳的复合产品,如德国Freudenberg公司Evolon、CS、CSC产品等。5.2.5 新材料纺粘产品(1)环境友好材料产品。包括:聚乳酸PLA纤维纺粘非织造布,聚乳酸很容易进行纺粘技术加工,其产品近几年发展很快,我国已经有成品纤维面市;美国Du2pont公司从谷物中提取的可生物降解的1,32丙烷基聚合物Sorona纤维纺粘非织造布;美国Ason和Eastman公司的可生物降解Eastarbio聚酯纤维纺粘非织造布。(2)新型和改性聚合物产品。包括:茂金属络合物催化合成的聚烯烃弹性聚合物生产的弹性纺粘非织造布;美国Eastman公司开发的PCT、PBT聚酯纺粘非织造布;Toray公司的聚苯撑硫醚PPS纺粘非织造布。6 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。从1986年我国引进第一条纺粘法非织造布生产线开始,经过技术消化、市场开拓,在1991形成一个发展高潮,生产线增加到20多条;1998年进入第二个发展高潮,生产线增加到近60条;从2003年开始,我国纺粘法非织造生产线建设进入第三次发展高峰期,生产线达到140条以上,其中产能1万t/a的生产线有7条,生产能力成倍增加,达到50万t/a。(全文完)73
