纺粘法非织造布的新发展

高速多孔高产率 　 　近年来纺粘法新技术向高 　　 速度、多喷丝孔、高生产率方向发展 　　德国的莱芬豪舍(Reifenhauser)公司在2002年推出了ReicofilⅣ型设备。该设备在冷却、拉伸、铺网等工艺方面得到进一步优化，加大了正压牵伸的力度，使纺丝速度进一步提高。纺丙纶的最高纺丝速度由原来的3500米/分，提高至5000米/分；同时加宽喷丝板宽度，由原来的160mm加宽至220mm；孔数由原来每米5000孔提高到7000孔。一条纺粘非织造布生产线年产量最高20000吨，产布速度也相应提高，最高可达到800米/小时。 　　 Nordson公司采用J＆MLab-oratories和日本NKK技术，采用狭缝拉伸，研制了门幅3.6米的双模头Microfil纺粘设备。该设备可采用涤纶、丙纶及其它多种聚合物纺丝。其纺丝牵伸速度，纺涤纶最高可达8000米/分，丙纶可达5000米/分，喷丝板孔数最高为每米5000孔以上，最大幅宽可达5米。纺粘布克重最薄的为10克/平方米，细度最细达0.8旦。 　 　意大利STP公司最近推出了一套门幅为3.6米宽的纺粘设备，该设备用三套螺杆挤压机供应六排喷丝板，大大增加了喷丝孔孔数。每排喷丝板都是由独立的纺丝泵控制，可以独立启动和关闭。各套气流拉伸也是独立的。成网机速度，用一根螺杆生产时最高可达200米/分，两根螺杆可达350米/分，三根螺杆可达500米/分。 　 　RieterPerfojet公司已将Perfbod3000纺粘设备推向市场。该设备很有特色，采用整幅的狭缝拉伸，纺丝速度高，喷丝板与机器前进方向呈45度角，使同样幅宽内喷丝孔孔数增加40％，且纵横向强度比改善。纺丝、拉伸、冷却、成形、铺网各部分的气流单独供应，以便于调节各项工艺参数，机器采用模块化。 　　 近年来纺粘设备制造厂多在发展多纺丝头设备，生产厂也在作多纺丝头改造。如每条生产线带3至6排纺丝箱体，甚至带7排，单线生产能力最多的已超过2万吨/年。 　 　纺丝牵伸速度也有进一步提高的趋势。JM·Laboratories公司的新机器纺PET可达8000米/分，纺PP达到5000～6000米/分。美国Ason公司最近申请的专利(USP6183684)，其纺丝牵伸速度可超过10000米/分。这些企业号称都可以获得全牵伸丝(FDY)，并可适应用双组分或特殊功能性聚合物纺丝。 　 纺丝细旦化 　　 纺丝细旦化可使纺粘法非织造布更均匀、覆盖率提高、外观良好。优良的牵伸器、喷丝孔孔径、冷却条件等都是纺丝细旦化应重点关注的因素。 　 　美国艾森(Ason)公司的纺粘法纺速可达到8000米/分，甚至10000米。它的牵伸器有特殊结构，可使丝束在高速气流中形成“波浪”或“曲折”，从而使气流有压推力，使丝条能高速前进。艾森公司采用短程纺和压推式热牵伸，还研究用熔体流动指数(MFI)很高的切片来进行纺粘布生产。这种高熔体流动速率的切片过去只能用于熔喷法生产，但在超高速纺丝条件下也可以应用在纺粘生产中。艾森公司用6000米/分以上的纺速，原料用熔融指数700的PP切片，纺出了0.2旦或更细的长丝。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。这对于纺粘产品来说，是一种新的发展方向。日本神户制钢公司采用细喷丝孔、高速牵伸实现细旦，PP可纺至0.55dtex，PET可纺至1.0dtex，在实验室，PP可纺至0.33dtex。德国莱芬豪舍公司的PP已纺至0.78dtex，PET达到1.0dtex。 　　作为一种发展方向，纺粘法非织造布的生产企业都在努力开发微细旦技术。 　　欧洲的一些研究人员开发了一种新的纺粘工艺，使用高效的骤冷系统，同时也大大提高喷丝头孔数，以提高每一挤压机的生产能力。新系统的骤冷介质直接平行地吹在纤维的表面，但又属于层流流动，传热十分有效。热空气沿喷丝孔吹，平行于纤维的运动方向，直吹到纤维的收集网上。影响纤维直径的主要参数是：聚合体的流量(克/分·孔)，以及纤维在喷丝头拉出的速度。要制造出微束级的纤维，喷丝头要进行特殊的设计，另外聚合体的粘度以及成形条件也有特殊要求。当每个喷丝孔流量低于0.02克/分·孔时，且喷丝头拉伸达最大时，纤维的直径可达1微米或更低。 　 　双组分纺粘技术 　 　近年来双组分纺粘非织造布也有较大的发展。美国Hills公司先进的双组分技术主宰着北美和欧洲的双组分纤维和双组分纺粘非织造布的技术和设备。 　 　Hills公司的多组分或者是双组分技术是基于在纺丝头组合件中使用薄的分配板，这些分配板可将每一种聚合物分配到多组分束流中，然后输送到每一个纺丝孔中去。这一独特和多能的技术可使所有类型的可熔纺的双组分纤维都可以在同一纺丝头组件中纺制。Hills公司在双组分纤维纺制方面的成功关键在于纺丝头的设计。纺丝头组件不含熔体池。由于聚合物在纺丝头组件中滞留时间很短，因此聚合物的温度不会与纺丝头组件的温度达致平衡。这就使多聚合物熔体进入纺丝头组件时可通过调节聚合物的温度来调节在喷丝头毛细管中聚合物的黏度。长丝内两种聚合物的比例可通过变化分配板来改变。 　　Hills公司的纺丝头组件的设计的另一特点是可以高密度喷丝孔来纺制双组分纤维。例如，皮芯型和并列型双组分纤维可以孔间距1～1.5mm的喷丝板来纺制，实际上可做到与纺制均聚物纤维一样。对分裂型和海岛型纤维而言，孔间距通常在3～6mm。具有1000个以上岛的纤维，Hills公司已在实验中以6mm孔间距纺制成功。以6mm孔间距纺丝板纺制的具有600个岛的纤维，Hills公司已使之工业化。这种喷丝孔密度已在双组分纺粘非织造布生产中成为占优势的技术。 　 　Hills公司还为双组分纺粘工艺开发了丝束速度可达5000米/分的高速气流牵伸喷嘴。纤维大分子的高取向和高结晶度使得纺粘非织造布的强力得以提高并具低缩率。另外，采用了高密度喷丝孔的喷丝板，即使在纺制低旦纤维时仍可保持高产率。已经生产出了低至0.7旦的双组分纺粘非织造布纤维，可使用所有的熔纺聚合物。 　 　目前，Reifenhauser、JMLaboratories、Inventa-Fisher、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，包括皮芯型和并列型。