到2006年底,我国纺粘法非织造布生产线将超过300条,年产总能力将接近75万吨,成为世界最大的纺粘布生产国。但300条生产线中,具有世界目前先进水平的不足十条,大部分是低水平的生产线,而每个企业都舍不得轻易放弃自己辛苦多年的工厂与设备,但如果花大量金钱,新买一些大型先进生产线,也有很大的困难,唯一的办法是面对现实,改革现用的低档次纺粘设备,使之成为生产高科技、高质量、多功能的工具。
纺粘设备的改革,应从工厂具体情况出发,从下列五个方面进行选择:①将单组份纺丝箱体,改为双组份纺丝箱体;②将低速度结构复杂的气流拉伸,改为简易高速拉伸器;③改造成网机与网下吸风;④改革纤维固结方法;⑤增置多功能设备。以下对这5个方面逐项作一个概括性论述。
一、把单组份纺丝箱体改成为双组份箱体
随着化纤工业的发展,近几年出现一股双组份化纤高潮,从而大大改变纤维的功能。纺粘法非织造布即是化纤工业的一个支脉,这种技术完全可以应用到纺粘布的生产上,是目前世界纺粘界新的发展亮点。最近国际上新建的纺粘生产线,不少是采用双组份技术的,我国上海合纤所已经自己研制了一条双组份生产线,绍兴耀龙公司从美国引进一条双组份纺粘生产线,它投产之后,同其一样的单组份纤维纺粘生产线立即逊色不少。目前世界上双组份纺粘布,不仅质量优异,而且销售价也很高,经济效益非常好,一般每吨售价在二、三万元以上,高的可达到每吨十万元以上,效益十分可观。
利用现有的纺粘设备,改造成双组份纺粘设备,不必全套更新,主要是要更换纺丝箱体和组件,增添一台挤压机,其他设备不必作任何改动,这种技术如果喷丝板为圆形小板,则国内即可以解决。大连华纶化纤工程公司近年来已经成功对国内多条化纤生产线进行了改造,十分成功,其经验完全可以借鉴。这样投入并不多,效益很不错。但是如果用大型长条喷丝板,目前我国还没有这方面的技术和经验,还必须从国外购入这种纺丝组件和箱体,投资相对大些。
双组份纺粘不只是一个品种,它又分为皮芯型、裂片型、海岛型、并列型……多种,每种有每种独特的性能与用途,工厂只要有一个双组份纺丝箱体,更换品种时只需更换组件即可以,比较简单。几种常用的双组份品种有:
1、皮芯型双组份
皮芯型纤维,即每根单纤维的表皮与内芯由两种不同的纤维材料组成,一般作为皮层的纤维熔点较低,作为芯层的纤维熔点较高些,皮与芯的构成,也不是一个格式,有皮薄芯厚,有皮厚芯薄,有各种不同形态的产品。
皮芯型纤维最大的特性是外柔内刚,粘结熔点低而强力较高,这种纺粘布手感很柔软,但强力并不低,最适合做一些易于热粘合而且强力较好、手感柔软的制成品,例如高档次卫生巾材料,高档次的工作服、衣、帽、手提包等等,其品质是单组份纤维无法比拟的。
皮芯型纺粘布,有PE/PP、PE/PET、PP/PET、PET/PET等各种组成方式,一般只用PP与PE时,只须增加一台挤压机,并更换箱体与组件即可,但如果使用PET时,则必须增加切片干燥设备,必要时螺杆挤压机也要更换。
2、裂片式双组份
裂片式双组份是将单纤维分裂为许多根超细纤维,其结构有下列几种,现用途较多的是桔瓣型。
这种纤维一般由两种原料组成,一种为PET,一种为PA,大多数PET为70%,PA为30%,其未分裂前的单丝纤度大多为1-3d,分裂的片数有8片,16(8+8)片,32(16+16)片,分裂后的单丝纤度,如果原丝为2d,分为16(8+8)片,则纤度平均为:2/16=0.125d,假如原丝纤度为1d,分裂为32(16+16)片,则纤度平均为1/32=0.03125d,是一种极细的纤维。
这种分裂纤维非织造布的固结方法,不能用热轧法,而必须用高压水刺法,因为热轧法将使纤维熔结成一片,而不能分裂,高压水刺则是使其分裂最好的办法,用水的力量将原纤维打开成多片,是一种十分先进的技术。此外用碱化方法,也可以使纤维分裂。这种改革,适合于涤纶纺粘,必须再增加一台PA挤压机和切片干燥设备,更新纺丝箱体与组件,增加水刺机和干燥机。
这种超细纤维用途十分广泛,主要用于超细PU革基布,高级擦拭布和高级过滤材料,市场需求较多,目前市场的销售价格一般为每吨5~10万元,经济效益极为可观。
3、海岛型双组份超细纺粘布
海岛纤维最近在中国化纤行业十分兴旺,它是做超细纤维一种方法,它是在单根纤维中包含两种不同的组份,一种为水溶性的高聚物COPET,是作为“海”布满“岛”的各个空隙,“岛”是由PET组成,这种纤维生产之后,用药液将“海”溶去,只剩下“岛”中的PET组成,这种纤维的“岛”越多则越细,一般有16岛、36岛,64岛,美国可以做到640-1000岛,我国大多为36岛,其纤度为0.039d。
目前中国的海岛纤维有长丝,也有短纤,作为针刺超细人革基布,国内有二十多条生产线,均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”溶去,即出现超细纤维,在国外也有纺粘法直接针刺的。
纺粘厂欲改造生产这样产品,最好为涤纶纺熔针刺厂,必须增加一套切片干燥机、挤压机,改换纺丝箱体与组件,其它设备不用大动。这种超细纤维非织造布,一般为150-300g/㎡,用作高级人革基布,高级擦布,市场现在售价约为每吨8万元,出口市场也很好。
4、双组份高卷曲纺粘布
现在我们生产的各种纺粘布,均是没有卷曲的,如果将纺丝组件改为双组份并列型来生产,在每一根单丝之中,使用两种不同熔点不同质量的切片,纤维经过拉伸之后,由于两种不同质量的切片收缩率不同,一边收缩大,一边收缩小,从而使纤维产生极大的卷曲度,而且这种卷曲度永久不会消失,在国外有一种纺粘法喷胶棉用作高级絮片,就是如此制成,我们目前纺粘设备,如果更换为双组份的箱体与组件,则完全可制成这种产品。
二、改革气流拉伸设备
纺粘法非织造布的纤维拉伸,是使用气流进行拉伸,这是纺粘法不同于化纤长短丝独特的拉伸方式,是纺粘的心脏。目前在我国这种气流拉伸有四种方式,即①管式拉伸,如涤纶纺粘生产线,STP式生产线和MODERN式生产线;②窄狭缝式正压拉伸,如NWT式生产线和沈阳中心、六0六所和上海合纤所早期生产线;③长狭缝式负压生产线,如莱芬式及近期温州昌隆公司等国产生产线;④长狭缝式正压生产线,如NKK、诺信公司以及宏大研究院等。这些生产方式均可对纺粘布进行正常生产,但他们对拉伸效果与成布均匀的作用是不相同的。
优良的气流拉伸设备,应当能达到如下作用:①具有可以调节拉伸速度的高效能力;②能根据生产工艺和品种的变化而变化;③节能;④设备简捷易控;⑤有助于纤维的均匀铺网。
以此五点来看看我们现在四种气流拉伸设备,首先是管式拉伸,这种方式是纺粘法最早期的拉伸,超源于德国鲁齐公司,目前我国使用这种方式的生产线有三十多条,由几十根单丝成一组,在Ф10mm不锈钢管中用压缩空气拉伸。一条幅宽3.2mm设备,有几十条小管组成,这种方式的优点是,可以使纤维拉速达到5000m/分左右,但是缺点不少,设备结构复杂,一台机不仅要有几十条不锈钢管,还要有大量与其相适应的计量泵,喷丝板,熔体阀门、压缩空气阀门和大量的管下摇摆片设备,而且耗能也高,牵伸器位置固定,不能随工艺和品种的改变而变化,纤维成网不够均匀。目前世界上美国、日本、德国均已淘汰这种管式拉伸方式,只有意大利的STP公司和ORV公司仍在使用。我国各有关纺粘厂也应当考虑,改革这种过时的旧方法,改造自己的拉伸设备,提高纺粘布的品质。
再是小狭缝式拉伸方式,这种方式起始于意大利N.W.T公司,后为我国多家所仿造,这种方式将多个斜排成一线的喷丝板出来的纤维,进入一小狭缝牵伸器中进行拉伸,纤维经过摇摆辊铺网,这种设备构造同样比较复杂,计量泵多,熔体阀门多,喷丝板多,空压阀多,摇摆辊多,纤维成网不均匀,其优点是布的横向强力较好,布的幅宽可以向窄向调节,近年来我国已经基本停止制造这种设备。
长狭缝式负压拉伸,我国最早是从引进莱芬设备开始使用,最近几年,我国不少地方纷纷按这种原理生产类似的设备,其特点是只用一块长条喷丝板,一个或几个计量泵将牵伸器覆盖于成网机上面,在成网机下抽风进行拉伸,这种形式主要优点是喷丝板只有一块,纺丝箱体简单很多,也不用很多的牵伸管道,淘汰了摇摆铺网方法,因而布的均匀性变好,而且耗电量最低,其缺点是拉伸速度比较低,不能调高,纺粘布的横向拉力偏低,此外,其设备全部固定在钢平台上,不能随工艺与品种变化而变化。
长狭缝式正压拉伸,为近几年研制成功的一种新型方式,辽化、张家港与绍兴三个厂近年从日本与美国引进的设备,就是选用这种方式,其纺丝方法也是一长条喷丝板,一个或几个计量泵,比较简捷,特别是其拉伸设备,是用一个长条形小箱体,纤维从中间缝隙穿过,由压缩空气进行牵伸,而且此牵伸箱还可以随工艺与品种不同,将其位置上下变动,其牵伸速度可达到6000-8000m/min,使前几种拉伸器望尘莫及,这种牵伸器最大优点是:牵伸速度高,设备结构比较简捷易控,能适应各种不同的工艺与品种变化,纤维成网较均匀,是目前气流拉伸设备改革方向,其缺点是耗能量较高,布的横向拉力较低,有待改进。
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