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纺粘、熔喷技术与设备的发展现状与趋势
来源:中国纤维网 添加人:service4 添加时间:2018-8-24

    

纺粘

通过对国外成熟先进的纺粘技术分析,纺粘设备应向高品质、高效率、细旦化、差别化、双组分化和多功能化发展,同时还须提高设备结构的灵活性及可升降功能。

(1)高效、高质生产技术

Rieter Perfojet公司的PERFObondTM 纺粘非织造布生产线可在低能耗、灵活工艺配置下生产出高品质产品,单丝直径10 ~ 40 ìm,MD/CD接近1。在PET纺丝成网中,纺丝速度达5 000 ~ 6 000 m/min,每24 h断丝最多不得超过1次。在高品质、低能耗条件下,提高生产效率是人们关注的重要方面。如Oerlikon Neumag公司的AST型生产线在纺制PET产品时,最多可提供3组箱体,拉伸速度8 000 m/min,生产线速度600 m/min,喷丝板孔密度8 000 孔/m。而它提供给意大利Albis公司的纺粘非织造布生产线是世界上幅宽最大的纺粘生产线,达7 m。表5是几种具有代表性的纺粘设备的性能。

(2)复合技术

复合技术包括原料的复合与工艺之间的复合。从目前国内外开始兴起的纺粘技术以及市场需求的变化来看,纺粘生产将进入双组分或多组分、多功能、超细纺粘非织造布阶段。目前流行的双组分纤维有5大类,包括:皮芯型、并列型、海岛型、桔瓣型和混纤型。

自20世纪80年代以来,双组分纺粘非织造技术受到人们的关注。目前,双组分产品约占纺粘非织造布产品的12 %~ 15 %,预计未来会以每年15 % ~ 20 %的速度递增。据日本Chisso Polypro纤维有限公司报道,目前全球双组分纤维的年产量大约为23.6 万t,其中8 万t在日本生产,4 万t在美国生产,3.5 万t在欧洲生产,整个亚洲的产量大约占据了全球总产量的2/3。

美国Hills(希尔)公司在开发双组分纺粘非织造技术方面积累了丰富经验,并完成了30多条双组分纺粘非织造布生产装置工程的建设。近来,Hills公司已经产业化规模的海岛型纺粘双组分生产线,单丝直径可达2 ìm。而双组分Reicofil纺粘生产线可满足开发薄型及超薄型产品的需要。

在工艺之间的复合方面,Reifenhauser公司复合纺熔非织造布设备的多箱体复合产品可达7层;意大利Fare(法瑞)公司的多箱体复合产品可做到6层;美国Alex Jemas & Associate公司可提供3组箱体、加工3种聚合物的生产线,加工速度可达300 m/min;意大利Meccaniche–Moderne公司的4箱体复合纺熔非织造设备幅宽1 ~ 4 m,产量达150 ~ 1 000 kg/h,配置4组挤压机,可同时纺制4种不同的聚合物。

纺粘+水刺的复合技术是一种强强联合的新技术,它是对PA、PP或PET等切片分别进行干燥、挤压机熔融并过滤之后,将两种不同的熔体注入桔瓣型组件中进行纺丝,然后进行气流拉伸、铺网后进入水刺机中,用高压水将纤维的桔瓣打散,制成超细纤维,经烘干成卷而成为超细纤维非织造布。

纺粘水刺纤维非织造布是一种高级材料,主要用于高档揩布、高级合成革基布、高精密过滤材料、服装及其他方面。由于是从切片开始一次制成布,这种新兴起的非织造布的生产成本相对其他工艺的超细纤维布要低很多,国际上的售价大约为1 万欧元/t,且比较环保,经济效益十分可观,一条纺粘+水刺超细纤维非织造布生产线的经济效益甚至强于10 条普通纺粘非织造布生产线。

2007年年初,Oerlikon Neumag公司的首条非织造布复合生产线开始了工业化生产。引进该生产线的是德国Ascania Vliesstoffe公司,该公司使用的生产线幅宽4 m,采用3种不同的成型工艺:一个是Oerlikon Neumag的双组分纺粘模头,一个是M & J的气流成网成形头和一台梳理机,所形成的3层纤网(SPC)采用Fleissner(福来司拿)公司的AquaJet水刺设备进行加固。与传统的生产工艺相比,这种复合工艺不仅优化了产品质量和特性,而且改善了成本结构。

R i e t e r P e r f o j e t 公司开发的S PU Nj e t ®技术是PERFObondTM 3000的纺粘非织造布生产线配置JETlace®3000水刺设备的复合生产线。2007年4月,RKW公司通过购买一条SPUNjet®生产线来扩大其位于德国Gronau工厂的非织造布生产能力。近日,该生产线已经制造出首批非织造布产品,并可在数月内进入批量生产阶段。产品质量极佳,更蓬松,更柔软,抗张强度高,MD/CD接近1,其产品克重为20 ~ 300 g/m2,主要应用于医疗、卫生、屋顶材料、土工纺织品等领域。

熔喷

在熔喷设备方面,Oerlikon Neumag公司的J & M熔喷设备经过工艺升级后具有优异的性价比,可作为水刺生产线的一部分,也可作为独立的解决方案。该公司计划在原来设备的基础上增加一套熔喷设备,同时将其改造成双箱体。预计新生产线将于2009年年中对客户开放。

PGI公司最近开发的一种生产超细纤维的专利技术,利用一步法熔融膜原纤化工艺生产非织造布纤网,其中99 %以上的纤维达到了亚微米级。该技术生产效率和性价比俱佳,其核心在于多级喷嘴设计,在喷嘴中利用压缩空气将聚合物膜原纤化后从热区脱离。得到的纤网均匀且品质较高。该技术适于加工多种聚合物原料,得到的松散纤维的直径为0.3 ~ 0.6 ìm,纤网克重为0.1 ~ 200 g/m2。另外,这种微原纤或熔喷纤维可呈现单组分或多组分结构,其非织造布产品具有优异的阻隔性、吸液性和不透光性,手感柔软舒适。

Biax–Fiberfilm公司也成功推出了能生产直径小于1 ìm的PP纤维的熔喷技术。利用这种技术,非织造布生产商可以生产过滤性能与屏蔽性能更好的产品。同时,该公司还推出了一种生产熔喷纤维素纤维的专有工艺,这一工艺将给纤维素纤维在熔喷领域的应用提供一个新的方法。在INDEX08上,Biax与Recofil公司宣布将共同合作开发一条“交钥匙”生产线,用于生产熔喷Lyocell非织造布。根据计划,该试验生产线幅宽1 m,纤维的纤度范围较广,从超细纤维到纤度较大的纤维,且其产品可100 %降解,并应用于多个领域。双方计划在2009年早期向市场推出可进行工业化生产的生产线。

美国Hills公司利用专利的“薄金属板”挤出模头使熔喷非织造纤维的细度又有了新的飞跃。该公司利用高熔融指数PP和特殊模头能制造出平均纤度达250 nm的熔喷纤维,纤维纤度范围为25 ~ 400 nm。为了在合理的生产率下生产出这种超细纤维,其特殊模头采用的喷丝板孔数达到100 孔/英寸或者更高,同时其长径比也极大。这些工艺条件使熔喷纤维达到了只有静电纺丝才能达到的纤度。