非織造布技術(shù)及設(shè)備發(fā)展方向
不斷發(fā)展的非織造技術(shù)
自從二戰(zhàn)前 Carther合成尼龍以后，上世紀(jì)后半葉，高級(jí)聚合物原料不斷地快速出現(xiàn)。盡管許多關(guān)于環(huán)保的說(shuō)法之一是“塑料是有害的”，但塑料在今天的世界經(jīng)濟(jì)中起著比鋼鐵和銅加起來(lái)更大的作用。在非織材料領(lǐng)域，使用的原料其發(fā)展趨勢(shì)包括：
聚烯烴彈性聚合物 利用金屬螯合物催化合成的均質(zhì)支化線型乙烯聚合物為原料可生產(chǎn)出彈性纖維的織物。Dow化學(xué)品公司的這項(xiàng)革新發(fā)明獲得美國(guó)專列，專利號(hào)為6，248，851。
生物降解纖維 2000年初，CargillDow-polymersLLC公司宣布他們打算在Nebraska的Blair建立一個(gè)年產(chǎn)3億磅聚乳酸纖維的工廠，工廠將于2002年開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。估計(jì)這種降解聚合物的售價(jià)是聚丙烯的二倍，這種纖維很容易進(jìn)行紡粘和熔噴加工。杜邦公司最近也宣布從谷物中提取了一種關(guān)鍵性的聚合物成分1，3丙烷基化合物，它可用來(lái)生產(chǎn)最新的聚合物SORONA。Eastman公司也介紹了生物降解聚酯EASTARBID。
控制污染的聚合物 Toray公司已成功地將它們的各種PPS纖維推向市場(chǎng)。PPS纖維可以作為各種煤爐和焚化爐的過(guò)濾介質(zhì)，某些等級(jí)的PPS纖維也已成功地用于熔噴加工。
熱塑PU 高透濕的熱塑料PU可以生產(chǎn)高級(jí)透汽的合成織物。B．F．Goodrich和其他公司已積極地將這些新的熱塑PU聚合物商品化。
此外，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，廠商必須擁有性能可靠的生產(chǎn)設(shè)備才可能生產(chǎn)出滿意的新產(chǎn)品。部分非織造新工藝和設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)列舉如下：
聚合物切片直接成布的加工工藝 經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)，F(xiàn)reudenberg公司在2000年3月北美產(chǎn)業(yè)用紡織品展覽會(huì)上公開(kāi)推出它的專利產(chǎn)品——射流噴網(wǎng)法非織造布EVOLON。紡絲過(guò)程 為從聚合物切片到成纖，與這一過(guò)程同時(shí)發(fā)生的還有纖維被分裂和用水刺方法使它們纏結(jié)在一起，創(chuàng)造出含0．05—2．5分特微纖維的非織布。Freudenberg公司對(duì)于EVOLON將會(huì)大大地占領(lǐng)機(jī)織和針織紡織品的市場(chǎng)前景充滿信心。
雙組份紡粘和熔噴的工藝 在2001年4月4日，Hills有限公司和Reiferhauser公司宣布將廣泛合作。Reifenhauser公司將把Hills公司的多組份技術(shù)用于其紡粘系統(tǒng)中，而Hills公司將銷售使用Hills開(kāi)放系統(tǒng)“紡絲塔式設(shè)計(jì)”的完整紡粘生產(chǎn)線。最近Hills公司改進(jìn)了它的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線以確定其生產(chǎn)雙組份熔噴產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
納米纖維工藝 正在考慮用三種方法生產(chǎn)納米纖維(纖維直徑〈0．01微米范圍)。Nordson公司已嘗試改變?nèi)蹏姽に?，并且成功地生產(chǎn)出直徑范圍在1—3微米的纖維。有幾家公司正利用劈裂纖維的方法開(kāi)發(fā)納米纖維。具體的例子是金佰利公司劈裂熔噴纖維(美國(guó)專利號(hào)5935883)和Fiberweb公司的紡粘中空纖維的方法(美國(guó)專利號(hào)5783503)。美國(guó)田納西大學(xué)的Tsai博士和其他許多人一起正在探索第三種方法，即靜電紡絲工藝。
三維加工工藝 北卡羅萊納州立大學(xué)以及其他公司正在從事自動(dòng)控制工藝開(kāi)發(fā)，在線生產(chǎn)均勻的三維材料。
氣流成網(wǎng)工藝 MTS公司是氣流成網(wǎng)工藝的先驅(qū)，目前它正在推動(dòng)該工藝的進(jìn)步。
碳纖維工藝 ContirentalOil公司最近正在大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)碳纖維，從樹(shù)脂開(kāi)始研究直至生產(chǎn)出碳纖維。ORNL公司也正在開(kāi)發(fā)從樹(shù)脂生產(chǎn)碳纖維的技術(shù) 。
不斷發(fā)展的非織造設(shè)備
各工藝之間互相滲透，向混雜化、復(fù)合化方向發(fā)展是當(dāng)前非織造布技術(shù)發(fā)展的一個(gè)十分明顯的趨勢(shì)。 20世紀(jì)的最后10年非織造布行業(yè)出現(xiàn)了以SMS為代表的復(fù)合產(chǎn)品，目前SMS類產(chǎn)品已經(jīng)和純丙綸紡粘產(chǎn)品的產(chǎn)量基本相等，在醫(yī)療衛(wèi)生、過(guò)濾等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這種復(fù)合化的傾向已發(fā)展到紡粘與漿粕氣流成網(wǎng)、熔噴與漿粕氣流成網(wǎng)、梳理成網(wǎng)與紡粘、梳理成網(wǎng)與熔噴等多種材料之間的復(fù)合。同時(shí)在非織造布多種工藝之間也互相交叉，如水刺固結(jié)過(guò)去主要與梳理成網(wǎng)結(jié)合，而現(xiàn)在亦可用在紡絲成網(wǎng)、濕法成網(wǎng)等其它成網(wǎng)方法上。
紡粘非織造布技術(shù)近年來(lái)紡粘法新技術(shù)向高速度、多噴絲孔、高生產(chǎn)率方向發(fā)展。德國(guó)的萊芬豪舍 （Reifenhauser） 公司在2002年推出了ReicofilⅣ型設(shè)備。該設(shè)備在冷卻、拉伸、鋪網(wǎng)等工藝方面得到進(jìn)一步優(yōu)化，加大了正壓牽伸的力度，使紡絲速度進(jìn)一步提高，紡丙綸的最高紡絲速度由原來(lái)的3500米／分，提高至5000米／分；同時(shí)加寬噴絲板寬度，由原來(lái)的160毫米加寬至220毫米；孔數(shù)由原來(lái)每米5000孔提高到7000孔，一條紡粘非織造布生產(chǎn)線年產(chǎn)量最高20000噸，產(chǎn)布速度也相應(yīng)提高，最高可達(dá)到800米／時(shí)。
Nordson 公司采用 J＆MLaboratories 公司和日本 NKK 公司技術(shù)，采用狹縫拉伸，研制了門幅3.6米的雙模頭Mi－crofil紡粘設(shè)備。該設(shè)備可采用滌綸、丙綸及其它多種聚合物紡絲。其紡絲牽伸速度，紡滌綸最高可達(dá)8000米／分，丙綸可達(dá)5000米／分，噴絲板孔數(shù)最高為每米5000孔以上，最大幅寬可達(dá)5米。紡粘布克重最薄的為10克／平方米，細(xì)度最細(xì)達(dá)0.8旦。
紡粘設(shè)備制造廠發(fā)展多紡絲頭設(shè)備，生產(chǎn)廠也在進(jìn)行多紡絲頭改造。每條生產(chǎn)線帶3至6個(gè)紡絲箱體，甚至帶7個(gè)，單線生產(chǎn)能力最多的已超過(guò)2萬(wàn)噸／年。
紡絲牽伸速度有進(jìn)一步提高的趨勢(shì)。 J＆MLaboratories 公司的新機(jī)器紡PET可達(dá)8000米／分，紡PP達(dá)到5000～6000米／分。美國(guó) Ason 公司最近申請(qǐng)的專利（USP6183684），其紡絲牽伸速度可超過(guò)10000米／分。這些企業(yè)號(hào)稱都可以獲得全牽伸絲（FDY），并可適用雙組份或特殊功能性聚合物紡絲。
發(fā)展SMS等紡粘熔噴復(fù)合及多模頭生產(chǎn)線仍是紡粘技術(shù)的主流傾向。Reifenhauser、Nodson、RieterPerfojet、STP 等設(shè)備生產(chǎn)廠都可采用多模頭紡絲，這種方式如用于生產(chǎn)單純的紡粘產(chǎn)品可改善質(zhì)量及提高產(chǎn)量，如生產(chǎn)SMS等紡粘熔噴復(fù)合產(chǎn)品，則可使產(chǎn)品賦予特殊功能，這已成為紡粘生產(chǎn)發(fā)展的主流。
我國(guó)紡粘法技術(shù)起步較晚，比國(guó)際上紡粘法技術(shù)形成工業(yè)化晚約25年以上，于1986年從德國(guó)引進(jìn)了第一條生產(chǎn)線。而近年來(lái)紡粘非織造布的能力和產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速，平均年增長(zhǎng)率超過(guò)25％。我國(guó)非織造布的技術(shù)水平主要建立在引進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，尤其紡粘、水刺、熔噴等生產(chǎn)設(shè)備表現(xiàn)突出。近10年國(guó)內(nèi)一些單位在消化吸收國(guó)外紡粘法非織造布生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)線，紡粘設(shè)備的制造已轉(zhuǎn)向批量生產(chǎn)。
熔噴非織造布技術(shù)熔噴非織造布技術(shù)也是這幾年發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。Nordson公司熔噴技術(shù)也就是J＆MLaboratories公司的技術(shù)，其主要特點(diǎn)是改變過(guò)去單純用高溫?zé)峥諝鈳?dòng)熔體從噴孔中噴出的辦法，而是當(dāng)熔體以纖維狀態(tài)從噴孔中噴出時(shí)，經(jīng)過(guò)一驟冷裝置用側(cè)吹冷風(fēng)使之驟冷，使纖維在驟冷的條件下成形，有一定的結(jié)晶度和定向度，改變了過(guò)去熔噴纖維沒(méi)有強(qiáng)度的弱點(diǎn)，纖維的連續(xù)長(zhǎng)度也大為提高，且纖網(wǎng)蓬松性、外觀和懸垂性好，這在熔噴工藝上是一個(gè)突破。
Biax－fiberfilm公司采用二項(xiàng)對(duì)熔體纖維驟冷的專利技術(shù)：一是在每個(gè)紡絲孔周圍設(shè)置送風(fēng)孔，可噴出與纖維平行的高速帶壓熱氣流，利用高速風(fēng)的膨脹作用使熔體在離開(kāi)噴絲板后迅速固化，同時(shí)產(chǎn)生拉伸作用，這對(duì)纖維成形中不產(chǎn)生并絲極為有利；二是纖維噴出后在側(cè)向?qū)w維噴水，遇熱后成霧狀對(duì)纖維進(jìn)一步冷卻，因此紡出的熔噴布與傳統(tǒng)的熔噴布有很大差別，其強(qiáng)度高于一般熔噴布，手感柔軟。
水刺非織造布技術(shù)2001年全球水刺布產(chǎn)量約25萬(wàn)噸，1991年～2001年的10年中年均增長(zhǎng)率為13％。在過(guò)去4年，中國(guó)至少安裝了10條水刺布生產(chǎn)線。這些線全是現(xiàn)代化設(shè)備，且已投入運(yùn)行，供應(yīng)迅速發(fā)展的涂層／層壓產(chǎn)品市場(chǎng)、醫(yī)療用品市場(chǎng)。
我國(guó)的水刺非織造布的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)已近十年，無(wú)論品種、規(guī)模、質(zhì)量還是工藝技術(shù)都有顯著的提高，基本上適應(yīng)了目前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。水刺非織造布的應(yīng)用涉及了輕工、醫(yī)藥衛(wèi)生、電子、環(huán)保等學(xué)科領(lǐng)域，拉動(dòng)了國(guó)內(nèi)化纖和差別化纖維及天然纖維的發(fā)展。
水刺非織造布是目前我國(guó)發(fā)展最為迅速的一種技術(shù)，這類產(chǎn)品已成功地打入到合成革基布、醫(yī)療用品市場(chǎng)中，并不斷擴(kuò)大其份額，醫(yī)療衛(wèi)生產(chǎn)品絕大部分出口國(guó)外。同時(shí)這些企業(yè)一直在致力于新產(chǎn)品、新市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)，不斷推出拒水布、抗菌布、超細(xì)麂皮革基布、印花裝飾布等，把產(chǎn)品逐步向產(chǎn)業(yè)用、裝飾用和服裝用市場(chǎng)拓展。
