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SMS复合法非织造布生产技术MICROSOFTOFFICEWORD文档SMS复合非织造布生产技术一SMS复合法非织造布1非织造布的定义非织造布也叫“无纺布”、台湾地区称“不织布”，国家标准称为“非织造布”。简单说就是一种不用“织”的布。非织造布生产技术是融合了化纤、纺织、造纸、皮革、塑料等行业特点的新技术。SMS复合非织造布是由纺粘法，熔喷法两种不同纺丝工艺纤网复合的产品，具有三层以上的多层结构。国际标准化组织和我国对“非织造布”都有标准的定义。2符号的意义S是英文SPUNBOND的第一个字母，是“纺粘法纺丝系统”的代号，有时也称“SB”系统M是英文MELTBLOWN的第一个字母，是“熔喷法纺丝系统”的代号，有时也称“MB”系统SMS是英文SPUNBOND/MELTBLOWN/SPUNBOND的第一个字母的缩写，是“纺粘法/熔喷法/纺粘法复合式非织造布”的统称，在一般表述时，并不考虑具体产品中所包含的各种纤网的层数及排列结构。生产SMS产品的设备叫SMS生产线，在设备型号或生产线标识中还经常有其他符号，其具体含义如下X；是生产线中的一个未定系统，一般预留出安装位置，只有在描述设备时才出现“X”，而在描述产品时是不能带上这个“X”的。符号后面的“数字”是纺丝系统的编号，目前各制造商的数字1编号的方法和定义不统一，常见的有如下两类一种是纺丝系统代号由上游至下游的顺序编号，这种编号的特点是能清晰表示某一个系统的纺丝工艺、及在成网机上的具体位置。如一条SSMMMS生产线，各系统的编号为；SB1，SB2，MB3，MB4，MB5，SB6。第二种是同类型纺丝系统代号由上游至下游同类型纺丝系统的顺序编号。这种编号的特点是明确表示采用同一纺丝工艺的系统数量、但无法确定在成网机上的具体位置。如一条SSMMMS生产线，各系统的编号为；SB1，SB2，MB1，MB2，MB3，SB3。SMS非织造布是阻隔型产品，产品的上、下两个表面必须为“纺粘纤网”，纺粘纤维直径较粗、较均匀、耐磨，纤维间的空隙很大，具有较好的机械力学性能，除了能为夹在中间的熔喷层纤网提供防护、加强作用外，在纤维直径较细时，还能提供一定的阻隔功能。SMS非织造布的阻隔性能主要由“熔喷层纤网”提供，熔喷纤维直径比SMS型产品更细，结构致密、平均孔径更小，但机械性能差。熔喷层的纤维密度越高，产品的阻隔性能也越好。4制造SMS产品的主要方法目前，制造SMS产品的主要工艺有“一步法”，“两步法”，“一步半法”三种方法。（1）一步法这种工艺的特点是使用原料切片，利用纺粘法、熔喷法两种工艺，直接将原料熔融后纺丝成网，只要合理排列不同工艺的纺丝系统，就2可以使产品具有不同的结构，将各层纤网叠层复合后，一般都是用热轧机固结成布。图1莱芬豪舍公司“一步法”SMMS生产线示意图采用“一步法”工艺的生产线结构复杂，是当今技术含量最高的设备，代表了一个国家的非织造布装备的最高水平，购置价格很高。“一步法”的特点是熔体直接纺丝成网，各个纺丝系统的状态可独立调节，生产过程的可控性强，卫生条件好，运行速度高，能随意调整各层纤网的比例、可生产各种规格的SMS型产品，是当今的主流工艺。（2）二步法用二步法生产SMS产品时，按一定顺序，将纺粘布成品，熔喷布成品退卷，按顺序叠层，然后用热轧机固结，复合成SMS产品。实际上“两步法”工艺也就是广泛应用的叠层复合技术，还可以复合其他材料，并可根据材料或最终产品的要求，采用不同的方法，如超声波、热熔胶等将三层（或更多层）材料固结在一起。3（3）“一步半法”在二步法中，还可以将现场生产的熔喷层纤网代替熔喷布产品，从而派生出所谓“一步半法”复合工艺。这种一步法工艺的熔喷层含量能随意调节，能生产熔喷层含量较少的产品，运行速度也较快，有较高的生产效率，产品的质量也优于“两步法”。虽然设备的价格低于“一步法”、但要比“两步法”设备高很多。二SMS生产线的经济技术指标1代表性机型由于不同商家制造的SMS生产线基本都是使用EXXON的熔喷纺丝工艺，因此其差异主要表现在纺粘系统所使用的纺丝工艺。按应用机型的数量排序，目前我国SMS生产线纺粘系统应用的纺丝工艺顺次是宽狭缝负压牵伸工艺，这是全球的主流工艺，其典型代表为德国的莱芬豪舍公司（REIFENHAUSER）的设备、绝大部分的国产机型也属这种工艺；其次是管式牵伸工艺，如意大利STP公司的设备；宽狭缝正压牵伸工艺，如美国诺信（NORDSON）公司、日本NKK公司的生产线等。2纺丝系统的组合方式目前我国几乎拥有世界上流行的所有机型，包括SMS，SSMS，SMXS，SMMS，SSMMS，SSMMS，SSMMXS，SMMMS，SMMMS，SMMMXS，SSMMMS，SSMMMMS等，其中还有一次成网及二次成网两种成网方式。目前国产SMS生产线的纺丝系统组合形式有4SMS，SSMS，SMXS，SMMS，SSMMS，SSMMS五种。使用一次成网工艺的生产线只有一台成网机，所有纺丝系统的纤网都铺放在这台成网机上，这是当今常见的主流工艺（图2）。图2使用一次成网工艺的SMS生产线使用二次成网工艺的生产线有两台成网机，所有纺丝系统分别布置在两台成网机上，而产生的所有纤网最终都铺放在第一成网机上、并进行叠层复合，这是一种已有二十多年历史的成网方式（图3）。图3使用二次成网工艺的SMS生产线3主要设备配置在SMS生产线中，主要的设备配置有5纺粘法纺丝系统宽狭缝（负压、正压）牵伸，管式牵伸；熔喷法纺丝系统EXXON系统，快装式喷丝板成网机高速型，大型生产线一般配抗静电网带热轧机双辊、三辊，轧辊挠度补偿方式S辊自动挠度补偿；中凸轴线交叉外加弯矩补偿型，小幅宽生产线会用加大辊径中凸轴线交叉补偿；在线后整理系统（选配系统）KISSROLL或喷盘上液系统，热风干燥；在线检测装置（选配系统）；表面缺陷检测；卷绕机单接触辊或双接触辊型，锯齿形刀横切断，母卷直径16003200MM；注“母卷”是指直接从生产线卷绕机卸下的未经切边及分切的长度很长，卷径较大的布卷。离线分切机主动放卷型，圆盘形分切刀，母卷直径2000MM，自卷直径1000MM。注“子卷”是指已经分切加工的、长度较短，卷径较小的最终产品布卷。4生产线的技术指标SMS产品的性能、质量是纺粘法、熔喷法非织造布生产技术的综合反映，也代表了相关工艺技术的水平。（1）纺丝系统数量及排列方式目前国内已能制造有5个纺丝系统的生产线，引进生产线的纺丝6系统可达7个，都是使用聚丙烯（PP）原料，个别双组分生产线还用到PE；（2）产品定量范围（G/M2）一般为1580G/M2，最新机型能生产10G/M2规格的产品，产品的定量越小，生产线的技术水平也越高；（3）薄型产品的均匀度均匀度CV值可达到3的水平，比一般的纺粘布好,有时用单个样品的最大偏差率来表示，一般应控制在（46）。（4）产品名义幅宽规格（M）生产线的规格以最终产品的幅宽来定义，有16M，24M，32M，42M，50M等。引进设备的幅宽都32M，国内还有一些与16M，24M幅宽规格相近的生产线。国产设备的幅宽主要有16M，24M，32M三种规格。（5）运行速度（M/MIN）国产设备的运行速度在200400M/MIN，引进设备的运行速度在400600M/MIN，最高可达8001000M/MIN；（6）装机容量（KW或KVA）是指生产线中所有设备主流程设备、辅助设备、公用工程系统的装机功率（KW）或装机容量（KVA），与所使用的纺丝工艺和生产能力相关。装机容量偏小，可以节省投资成本，但设备的负载率会较高，可靠性下降，进行工艺调节的余地少，反应慢、调控能力较差。当设备7的负载率大于80、甚至经常满载运行时，就是设备容量偏小的表现。装机容量偏大，会增加投资成本（包括公用工程系统），及供电系统的运行费用。但设备的负载率较低，可靠性上升，工艺调节空间较宽，反应快、调控能力较强。宽幅、多纺丝系统生产线的装机容量可大于5000KW。装机容量是决定生产线供电系统容量的依据，供电系统的容量（或变压器的容量）一般在装机容量的5565范围。5SMS生产线的经济指标（1）生产能力（KG/H）A纺丝系统的生产能力（KG/M2H）是一个纺丝系统每一米幅宽在一小时内的“熔体挤出量”，是不考虑产品的合格品率的，计量单位为（KG/M2H），能便于对不同的系统进行比较。纺丝系统的总生产能力等于单位幅宽“产能”乘以“幅宽”，常用来估算原料的消耗量。国外PP纺粘系统的最大产能为240KG/M2H，熔喷系统为80KG/M2H；国产纺粘系统的最大产能为180KG/M2H，熔喷系统为50KG/M2H。在SMS产品中熔喷层的比例为20时，引进生产线的SMS产品产能为400KG/M2H，SMMS产品产能为600KG/M2H，国产的SMS产能为250KG/M2H，SMMS产能为450KG/M2H，均比引进设备小。B生产线的生产能力（KG/H）生产线的“生产能力”是所有纺丝系统生产能力的总和，这是一个理论值，除了在技术上用“KG/H”表示外，有时还会用一年的生产8能力“T/A”表示，与“实际产量”是不同的概念。当以“T/A”表示时，将与设备利用率或生产线的有效运行时间有关，更能体现生产线的技术水平，因此必须注明每一年的有效生产时间及产品的规格，否则没有实际意义。目前对“年有效运行时间”定义混乱，一般在72008000小时之间，导致同样配置的生产线，不同制造商报告的生产能力有很大差异。CSMS生产线的生产能力由于SMS产品中的熔喷层比例会随着产品的性能要求而改变，因此SMS型生产线的生产能力除了与产品的定量规格有关外，还与纤网的比例分配、投入运行的纺丝系统数量等因素有关。另外，由于单个熔喷系统的挤出量仅为纺粘系统挤出量的四分之一左右，在SMS生产线中，在最大挤出量状态，熔喷层的最高比例仅为20，如果大于此数，纺粘系统就要降速运行，生产线的实际挤出量就小于理论挤出量。而在比例小于20时，如果生产线不能以更高的速度使纺粘系统满载运行，生产线的实际挤出量也小于理论挤出量，这也是一些生产线由于无法高速运行而导致实际产能偏低的原因。（2）产量（KG/H或T/A）产量是指纺丝系统或生产线在单位时间内的“合格产品”数量，实际“产量”会受市场因素，产品结构，管理水平，技术水平，合格品率，设备有效运行时间，人员素质等因素的影响。9（3）产能利用率生产线的“生产能力”是按理论挤出量计算的，并没有考核“设备利用率”和产品的“合格品率”；而“产量”则是真实的合格产品数量。因此，生产线的实际产量一般小于生产能力，一般为后者的（6090），这个指标称为“产能利用率”，是反映生产线技术水平，企业管理水平，经营状况的最客观指标。目前，运营管理较好的生产线，其产能利用率可达8090、甚至更高，而我国全行业的产能利用率多年来均处于70的水平。（4）影响产能利用率的主要因素由于SMS型生产线的纺丝系统较多，正常情况下的设备利用率会比纺丝系统较少的生产线低，直接影响产能利用率，主要原因A由于熔喷系统喷丝板使用周期比纺粘系统短，换喷丝板的次数、频度会增加，会占用生产线较多的有效生产时间；B与单个纺丝系统的生产线相比，设备数量多、故障也较多，停机时间增加；C运行速度较快、设备容易发生故障，导致生产线停产的几率增加；D正常情况下，SMS产品的一次合格品率会较低，主要原因由于熔喷层外露容易发生缠热轧机轧辊现象，加上运行速度较快，“缩幅”现象增加。因此SMS生产线正常的铺网宽度要比独立的纺粘系统或熔喷系统更宽，因此要切除的边料较多，原料的一10次利用率（合格品数量/投料量）偏低。不同幅宽生产线的边料损耗率也不一样，生产线或产品的幅宽越窄，原料的利用率越低；按边料总幅宽均为250MM计算，不同幅宽生产线的边料损耗率如下表1不同幅宽生产线边料损耗率由于SMS生产线采用离线分切，分切过程产生废、次品的几率增加，而且还会因卷长计量误差或预留量太多，导致“母卷”的尾（剩）料偏多；由于母卷的离线分切加工时间最少滞后于生产线一个母卷的生产时间，导致分切过程产生的边、废料不能在当批次产品生产过程中得到及时回收；每次开机、停机所需的时间较长，产生的开机不良品数量较多；每次转换产品的颜色或规格（G/M2）所产生的过渡布数量较多；SMS生产线的生产能力较大，如由于市场原因，批产量较小时，因开、停机，转产产生的废品、过渡布所占比例会上升。进行生产统计时，合格品率是合格品数量与投入原料总量的比例。综合以上多个因素，以32M幅宽为例，在不计算回收的条件下，一般的纺粘系统（S）合格品率可达95，而SMS生产线的合格11品率一般不高于90，对纺丝系统较多的生产线，或批量较小时，合格品率还要低一些。而在回收状态，合格品率会升高。（5）单位产品能耗（KWH/T）由于产品中含有能耗较多的熔喷层，SMS产品的能耗处于纺粘布与熔喷布之间，即大于纺粘布、而小于熔喷布。还与对产品的性能要求有关，而且与投入运行的熔喷系统数量、纺粘系统与熔喷系统的挤出量匹配关系很大，这是运行管理中亟需关注的问题。生产线的总能耗生产线的耗能量加上为产品服务的公用工程耗能量。单位产品能耗总能耗/合格品总数。在合格品数量相同的的情形下，能耗与纤维细度有较大关联，纤维越细，能耗越大。因此要结合产品的质量、而不能仅凭能耗的多少来评价生产线的技术水平。目前SMS产品的能耗水平一般在15002200KWH/T，使用不同纺丝工艺的生产线，其能耗也会有较大差异。三我国SMS产业的现状1SMS技术的发展简史1959年，美国杜邦（DUPONT）公司首先成功开发聚酯纺丝成网法非织造材料，德国的科德堡（FREUDENBERG）公司，德国的鲁奇（LURGI）公司在同一时期也进行这个技术的开发研究。在1986年，广东省从德国莱芬豪舍公司引进了第一条纺粘法非织造布生产线。12在1992年，安徽省从美国精确公司引进了第一条熔喷法非织造布生产线。同年山东省从意大利“摩登”MECCANICHEMODERNE公司引进了第一条“一步半法”SMS非织造布生产线，这是我国最早出现的成套SMS设备。美国金百利（KIMBELYCLARK）公司在上世纪80年代初率先开发了将纺粘布与熔喷布相复合的专利技术，至1994年专利保护期满以后，各国都陆续利用这种技术来生产SMS型复合非织造布。我国直至2000年才从德国引进了第一条“一步法”SMS生产线。2006年中国制造的第一条SMS生产线投入了运行，目前中国已成为世界上最大的SMS型非织造布装备制造国，已有大量设备出口到世界各地，也是世界上SMS生产线数量最多，机型最齐备的国家，对推动全球的非织造布产业发展发挥了很大的作用。2产业规模至2013年九月份，我国已投入运行的SMS型生产线约63条，年生产能力约43万吨，2012年的实际产量有22万吨；目前国内已在运行的机型有12个SMS，SSMS，SMXS，SMMS，SSMMS，SSMMS，SSMMXS，SMMMS，SMMMS，SMMMXS，SSMMMS，SSMMMMS；产品名义幅宽有16M，24M，32M，42M或者相近的规格；在63条生产线中，有三个纺丝系统的SMS型生产线有38条，占总数的603；有四个纺丝系统的SMMS或SSMS生产线有12条，占总数的191；有五个或更多个纺丝系统的生产线有13条，占总数的206。国产设备约占生产线总数的70。预计以后仅有三个纺丝13系统的SMS生产线的占比会越来越少。16M幅宽生产线20条，占总数的317；24M幅宽生产线8条，占总数的127；32M幅宽生产线31条，占总数的492；42M幅宽生产线4条，占总数的63；其中幅宽为16，24M的均为国产机型，幅宽42M的全为引进设备。3国内水平虽然目前国内已具有设计、制造纺粘、熔喷系统的能力，但在工艺原理上并没有突破其原形设备的概念，外形相似，仅尺寸略有差异。快装式熔喷喷丝板已得到普及使用。在生产能力、运行速度、可靠性等方面有待改进。一个是纺丝箱体存在漏熔体现象，纺粘箱体大部分都是使用导热油加热。另一个是宽幅（3200MM）喷丝板加工工艺仍有待探索和改进。在近几年，我国SMS产业取得长足进步，产品的质量得到明显改进。在产品的均匀度、物理性能（强力、伸长率等），纤维的直径，性能的离散性等方面与外国产品仍存在明显差距。4SMS技术的发展趋势目前SMS技术的发展趋势是多纺丝系统（最多为7个），高速度（600M/MIN）、宽幅（32，42，52M）、高产能（20000吨/年）、细纤度、双组份、大卷径（3000MM）、离线高速（1500M/MIN）分切加工。5国内、外的设备制造商国外德国莱芬豪舍公司，意大利STP公司，美国诺信公司，日14本NKK等。曾使用过的核心设备品牌有日本KASEN公司，德国ENKA公司，德国纽玛格公司等品牌；国内有十多家企业曾制造过SMS生产线，主要分布在北京,大连,广东，湖南，河南，江苏，浙江等城市及地区。6主流熔喷设备供应商目前全球能提供成套熔喷设备的制造商有德国的莱芬豪舍（REIFENHAUSER）公司、德国纽玛格公司，美国希尔斯（HILLS）公司,意大利STP公司、瑞士立达公司（RIETER）、日本NKK公司等。国内仅有三家企业具有设计、制造熔喷系统（含纺丝箱及纺丝组件）的能力，目前国内有不少生产线使用日本卡森（KASEN）公司、或德国恩卡（ENKA）公司制造的喷丝板及纺丝箱体。7其他形式熔喷系统图4BIAX公司有8排同心圆喷丝孔的熔喷系统除了上述使用EXXON工艺的设备制造商外，美国的双轴（BIAXFIBERFILM）公司还开发出了一种有多排喷丝孔的机型。BIAX熔喷系统特点气流通道与熔体通道同心布置，牵伸气流以环形喷出，可以有多排（16）喷丝孔，孔密度可达250个/英寸（984315个/米），产量是EXXON工艺的5倍，喷丝板的长度可以模块式组合，能耗比EXXON工艺低很多。四纺粘系统的代表性机型及特点1主要纺丝工艺纺粘法非织造布生产工艺是上世纪五十年代，分别由美国的杜邦（DUPONT）公司和德国科德宝（FREUDENBERG）公司开发的非织造布生产技术，在六十年代中期开始了工业化生产。七十年代后，在美、德、英、法、日等国形成了工业生产规模，八十年代到九十年代是纺粘法工艺快速发展，并趋于成熟的一个阶段。图5采用赖科菲工艺的纺粘法纺丝系统在1986年，中国从德国引进了使用“赖科菲”（REICOFIL，简写为RF1型）工艺的第一条纺粘法非织造布生产线，这是我国纺粘法纺丝系统所应用的基础技术和基础机型，目前已发展到RF4型。虽然我国还引进、并仿制过一些其他国家制造的十多个机型，16如意大利的NWT、STP，美国NORDSON，日本NKK等，但主流机型还是基于赖科菲工艺，目前的性能类似REICOFIL（RF3）。2流程，特点图6纺粘法非织造布生产流程图虽然纺粘法生产线有多种纺丝工艺，实际上其差异主要反映在纺丝牵伸工艺方面，而其他过程或设备则都是大同小异的。图6是一条通用纺粘法非织造布生产流程图，我国拥有量最多的主流机型为宽狭缝低压牵伸工艺，其次是管式牵伸工艺及宽狭缝正压牵伸工艺。3纤网的互补性在纺丝铺网过程中，抽吸风的均匀性对纤网的均匀性有很大的影响，在抽吸气流较强的位置，纤维会离开气流较弱的区域而向这个位置移动，使纤网的密度增加。当有多个纺丝系统时，如在上游系统铺成的纤网中，会出现纤维密度较高的云斑区、或纤维较少的稀网区。到了下游的纺丝系统，由于云斑区的阻力大、流量偏小；稀网区的阻力小、流量较大，新的17纤维会随着气流趋向稀网区运动，而较少覆盖在云斑区表面。这种运动就起到“填平补齐”的效果，改善了纤网的均匀度，这就是铺网过程的“互补性”。“互补性”的正面作用是提高了产品的均匀度，因此，多个同类型纺丝系统生产线的产品质量要比单个纺丝系统的好。但在SMS生产线中，这种互补性也有负面作用。纺粘纤网与熔喷纤网是两种特性不同的纤网。如果纺粘纤网有缺陷、而用熔喷纤网去“填平补齐”，客观上就会造成熔喷纤网分布的不均匀，将导致产品的静水压及物理性能出现较大的离散性。因此要求生产线最上游的纺丝系统要有较好均匀度。4产品特点（1）纤维细度图7S层纤维细度对15G/M2SMS产品静水压的影响纺粘纤维的直径一般在1525M，即相当于1440DTEX,由于在SMS生产线中，纺粘纤维的细度会影响纤网的均匀度和遮盖性，进而影响产品的阻隔性能和机械物理性能。根据试验，当纺粘纤维的细度小于1D后，其对静水压的贡献将很明显，已接近熔喷纤网了。18因此，希望纺粘纤网的纤维要有较细的直径，目前国产设备的纤维细度一般在1625D（旦）。注计算PP纤维细度（D）的经验公式0006429D2（DEN），其中D为纤维的直径（M）。（2）均匀度经常用产品重量（俗称厚薄）分布的“离散系数”“CV”值的大小评价产品的均匀度，CV值越小、产品越均匀。目前薄型SMS产品的均匀度CV值一般在3050之间，厚型产品的CV值一般小于3。在相关的产品技术要求中，还用单个样品的偏差率来表示产品的均匀性，这是一个比CV值要求更高的指标，产品中不能出现个别偏差特别大的样品。由于存在上述互补性的问题，因此出现了CV值小而物理性能离散，或CV值较大，但表面看起来却较为均匀两种现象。五熔喷系统的纺丝工艺1主要纺丝工艺图8埃克森熔喷法非织造布工艺流程图19熔喷系统的纤维有多种接收方式，如网带接收、辊筒接收等，但在“一步法”SMS生产线都是使用成网机的网带来接收。2生产流程，特点熔喷法非织造布的生产流程与纺粘法非常相似，所不同的是熔喷系统是用热的气流牵伸，其次是熔喷纤网是依靠自身的余热粘结成布的，冷却气流既可以使用制冷风，也可以使用环境风。因此，生产流程中没有固结纤网的设备，也不一定有冷却风系统。图9熔喷法非织造布的生产流程3纺丝组件的结构熔喷系统的纺丝组件结构比纺粘系统复杂，随着技术进步，在SMS生产线中，纺丝组件都采用了“快装式”结构，将组件在纺丝箱体安装好后，不用再进行调整便可投入运行。纺丝组件一般包括喷丝板、气刀、分配板、熔体滤网、端封板、紧固件等，有的喷丝板还装有温度/压力传感器，用于直接测量熔体的温度和压力。喷丝板的两个斜面的夹角（也就是两条“气隙”间的夹角）一般在6090范围，目前多为60，只有少数机型为90。在喷丝板的尖端、沿CD方向加工有一列喷丝孔，用于SMS生产线时，喷丝孔的直径一般在030035MM范围。这是喷丝板最薄弱20的部位，因此最容易受到外力的损伤、或在不当的工艺条件下损坏。图10熔喷法喷丝板的主要工艺参数名称喷丝板是纺丝系统中价格很高的一个精密加工件，一般使用高温性能良好的材料制造，常用材料的牌号是0CR17NI4CU4NB、1CR17NI2，外国牌号为SUS630、SUS431等。喷丝板的斜面与刀板斜面间的间隙叫“气隙”（AIRGAP），其大小对牵伸气源压力、流量有很大影响，一般情况下，两侧的气隙宽度是对称、并相等的，随着机型不同，常用尺寸约在080160MM。两块刀板的出风侧平面与喷丝板尖端之间的距离叫“锥缩”（SETBACK），锥缩值只能取正值，实际尺寸约在062MM，不能取负值（即喷丝板尖端不能突出刀板平面），不然会出现“晶点”（是粒状物，为一种产品缺陷），不能正常纺丝。两块刀板相对的尖端间距离为“出风口”宽度，各种机型的宽度都不相同，一般约在1016MM范围。随着熔喷技术日益成熟，大部分纺丝组件已制成不可调的固定21结构，只有一些早期的产品仍使用厚薄不同的垫片调节结构尺寸。气隙尺寸、出风口宽度是纺丝组件气流阻力最大的部位，直接影响到牵伸风机的选型（压力和流量）。4熔喷系统主要工艺参数熔喷系统在运行过程中，影响产品阻隔性能的主要工艺参数有（1）原料的流动特性MFI原料的流动特性越好、纤维越细，产品的静水压会较高；在保持纺丝箱体压力不变的条件下，熔体的温度可以较低，有一定的节能作用；或在温度相同的条件下，在较大的挤出量状态仍能使熔体压力处于安全范围。目前，几乎100的SMS生产线都是使用PP原料，原料的MFI1500。原料的MFI会影响产品的强力，MFI越大，产品的强力会越小。图11熔体温度、流动性与产品静水压的关系熔喷系统对原料的可纺性要求较高，市场供应的原料性能良莠不齐，有的原料保存期很短，生产过程容易出现断丝、粒状物、晶点，22产品有异味等，经常由于性能不稳定而难于使用。（2）熔体的温度熔体的温度越高、熔体的流动性越好，越容易获得较细的纤维，产品会有较高的静水压，但温度偏高除了容易产生“飞花”或出现“晶点”外，也会增加能量消耗。在使用PP原料时，熔体的温度一般在250280之间。（3）熔体的流量纤维的直径与熔体的流量成正比，流量越小，纤维越细，这是在同样的产品规格和结构比例时，SMMS比SMS有更高静水压的原因因为两个M系统的流量仅为一个M系统的一半，流量减少，纤维就较细，静水压就升高了。但流量不能太小，否则无法稳定纺丝，（4）牵伸气流的温度牵伸气流的温度越高，提供给熔体的热量越多，纤维越容易牵伸，产品的静水压也越高。偏高的牵伸气流温度同样会导致产生飞花或出现“晶点”、并增加能量消耗。牵伸气流的温度一般不宜低于熔体温度，常规的牵伸气流温度熔体温度10。表2静水压与牵伸气流温度的关系样品10G/M2（5）牵伸气流的速度（压力）牵伸气流的速度越高，熔体被牵伸的速度也越高，容易获得较细直径的纤维，但偏高的牵伸气流速度同样会导致产生飞花或出现晶23点、并增加能量消耗。牵伸气流的速度与纺丝系统（喷丝板及气流分配装置）的结构、阻力，牵伸风机的输出压力和流量有关。在阻力大的系统（如喷丝板的气隙较窄），风机要有较高的输出压力,才能获得较高的牵伸速度。大部分熔喷系统的牵伸气流速度都在超音速（340M/S）范围，即速度高于20000M/MIN，远高于纺粘系统的气流速度。一些早期机型要求的压力较高，目前牵伸风机输出的压力一般不高于015MPA。（6）牵伸气流的流量牵伸一定重量的熔体需要消耗相对应流量的牵伸热气流，在喷丝板气隙宽度一定的条件下，流量越大，提供给熔体的能量越多，越容易获得较高的牵伸速度，偏大的牵伸气流量也会导致产生飞花或出现晶点、并增加能量消耗，还会带来强烈的噪音。牵伸气流的流量与压力是两个不同的概念，流量是通过特定面积的气流体积或重量，与熔体的挤出量相关；而压力是指气流克服阻力能力的大小，牵伸气流系统的阻力大（如气隙较小）时，就需要较高的压力才能获得较高的速度及流量一般利用改变风机转速的方法来调节流量，目前熔喷系统基本都是使用“容积式”牵伸风机（如罗茨风机、螺旋风机），在系统阻力不变的情形下，牵伸气流的流量与转速成线性关系（正比例）。因此，通过改变风机的速度便能调节流量。与此同时，输出的压力也会同步变化。熔喷系统所需要的牵伸气流量与熔体的挤出量有一定的对应关24系熔喷系统的空气消耗量/熔体挤出量的比例540（平均值225）所以会有这么大的变化范围，主要是与纤维直径的大小、产品用途等有关。纤维直径越细，需要的流量也越多，这也是不同厂家制造的设备，其配置的风机性能有较大差异的原因。按上述比例计算，相当于每一米幅宽、平均每小时消耗的牵伸气流流量（标准状态风机入口的流量）约为1000M3/M2H。系统正常运行时，风机的运行频率应在额定频率的8090范围内，如运行频率高于此值，表明配置的风机性能偏低，工艺应变能力不佳。生产线在运行期间，如果牵伸气流系统发生故障，熔体会在没有牵伸和冷却的状态滴落在成网机的网带面上，产生大面积的严重污染，导致生产线停产或网带报废。因此，熔喷系统必须配置网带应急保护装置，以便在应急状态保护网带的安全。（7）抽吸风机的流量抽吸风机的作用是吸收牵伸气流，使铺网过程稳定进行，除了吸收牵伸气流外，抽吸风机还要吸收大量的环境气流，使纤网得到充分冷却、并能稳定贴附在网带面上，防止发生飞花现象。由于熔喷纤网的密度很高，气流通过阻力很大，因此要求抽吸风机要有较高的压力才能克服阻力、透过纤网和网带将网面上的气流抽走。25如抽吸风机的流量太大，会在网面形成面积很大的负压区，两侧的气流会挤压产品，使幅宽变窄；如果邻近的网带底下没有钢板支承，下方的气流会上窜、使纤网鼓起，形成褶皱。风机的压力与抽吸风箱的“入口面积”及结构有关，面积越小、要求的压力越高，风机的压力一般在613KPA，有的机型达20KPA，其流量可达牵伸气流量的610倍，一般为1000020000M3/M22H，气流穿透纤网和网带时的速度常在1025M/S范围。当抽吸风箱入口的纤网很多、甚至发生堆积时，如果不及时降低抽吸风机的速度，风机就有可能发生“喘振”，喘振是一种具有破坏性的现象。发生喘振时，设备、网带甚至连车间的厂房都可能产生剧烈的噪音和震动，要尽量避免这种运行状态出现。（8）接收距离DCD图12熔喷系统DCD与纤维直径的关系接收距离（DCD）对SMS产品的性能影响很大，DCD增加，纤网密度降低，透气能力变大，静水压下降；由于纤维间的粘合较差，产品的手感蓬松，而强力下降，并丝现象增加；DCD降低，纤网密度、26静水压变大，但透气性能变差；由于冷却过程较长，纤网的温度升高，自粘合较好、强力增加，但手感偏硬挺。在一定范围内，随着DCD增加、纤维的直径会变小；如果超出这个范围，气流的速度与丝条的速度差异减少，牵伸功能消失，纤维的直径不会再有变化。过大的DCD并不能使纤维变得更细，最明显的影响就是并丝增加（图13），静水压下降，产品会受两侧气流的压缩而使幅宽变窄；过小的DCD会使纤维得不到充分的牵伸，纤网得不到充分的冷却，最明显的影响是容易出现“飞花”，使产品被污染，也会影响静水压。图13不同DCD的丝条运动状态过程（垂直接收）SMS生产线中的熔喷系统，常用的DCD调节范围比独立的熔喷生产线小，一般在80300MM之间，实际使用范围多在100200MM之间，而独立熔喷系统的DCD调节范围约在80800MM之间。27（9）环境温度由于熔喷纤网是依靠余热固结、环境空气冷却的，因此环境温度对产品的物理性能影响很大，环境温度越高，对产品的负面影响越大，如强力下降、容易出现晶点等。在生产过程中会发现产品的质量还会随着环境（昼夜、季节）温度的变化而波动。为了有效控制生产过程，有的熔喷系统配置有冷却侧吹风系统，利用紧靠在喷丝板出口两侧、对称、相向布置的喷口吹出冷却风，使喷丝板喷出的气流和纤维得到冷却，冷却侧吹风的流量较大，一般为牵伸气流量的68倍；出口风速一般在1020M/S范围，冷却风的温度常为1215；5阻隔性与过滤性图14在纺粘布支承下熔喷布静水压提高了由于熔喷层的纤维直径很小，平均孔径细，结构致密。因此，熔喷层纤网是形成SMS产品阻隔性能的主要结构。而在纺粘层纤网的防护作用下，熔喷层对抵御静水压的能力得到加强、使阻隔性能得到大幅度加强。当纺粘纤维直径较小时，纺粘层纤网本身也能提供一定的阻隔28性能，甚至达到与熔喷纤网的相近的阻隔效果，因此也可以通过降低纺粘纤维细度的方法改善阻隔性能。当SMS产品用作过滤材料时，阻隔性能就相当于过滤性能，阻隔性能好，过滤性能就较高。6透气性SMS产品的透气性会随着总定量规格的增加而下降，也会随着熔喷层所占比例的增加而变小。产品的静水压与透气性存在一种互补关系，即存在一种“此消彼长”的关系，两者不能同时达到最大值。图15SMS产品的静水压与透气性关系对于有多个M系统的生产线，在生产同一规格的产品时，有较多个M系统投入运行时，纤维较细，产品就有较高的静水压，为了使产品的透气性满足要求，就要用较大的DCD或稍低的温度；只使用较少M系统时，纤维变粗，产品就有较好的透气性，为了使产品的静水压满足要求，就要用较高的熔体温度和较小的DCD来增加纤网的密度。7对机械性能的影响熔喷纤网的强度受熔喷纤维强度及纤维间的粘合强度两个因素的影响，由于熔喷纤维的结晶度和取向度比纺粘纤维小。因此，熔喷纤维的强度远小于纺粘纤维；而熔喷纤网是依靠自身余热粘结的，纤29网的固结强度也不如纺粘纤网，因此熔喷纤网的强力也较差。表3各种PP纤维的强度比较如果SMS产品中的熔喷层所占比例较多时，则纺粘层所占的比例会变少，SMS产品的强力会呈下降趋势，断裂伸长率也会变小。8均匀度对其他指标离散性的影响在SMS产品中，熔喷系统的质量是SMS产品质量的核心，生产过程中出现的很多质量问题和不良品的成因多与熔喷系统相关。熔喷纤网主要提供阻隔性能。如果纺粘纤网分布不均匀，将使产品的断裂强力和伸长率出现较大的离散性。如果熔喷纤网分布不均匀，将使产品的静水压和透气性能出现较大的离散性。六纺粘工艺与熔喷工艺的比较虽然纺粘法和熔喷法均属熔体纺丝成网工艺，由于原理和设备上的差异，从产品性能、工艺参数等方面来看，两者间的差异还是较大的。在学术界，对纺粘法非织造布的纤维是“连续纤维”这一观点早已取得共识，而对熔喷法纤维的属性却有不同看法。早期的观点都说熔喷纤维是不同纤维的长度，及同一纤维不同位置的粗细也不同的“短纤维”；而通过大量的研究和实践，近年来认为熔喷纤维也是“连续纤维”的观点也较多，但同样也认同纤维的30直径也是随机变化这个观点的。目前这一观点已为大多数主流熔喷设备制造商，著名科研机构，大专院校及熔喷非织造布生产企业所接受，并将在教科书中有所反映。因为用后一个观点能很容易解释纺丝过程中的一些异常现象。但两种观点都一致认为熔喷纤维的直径是按一定规律分布的，最小的纤维可达纳米级，而最粗的直径可达十几微米。表4纺粘工艺与熔喷工艺的比较八SMS产品的主要质量指标311执行标准我国的非织造布产品标准制定速度比产业发展速度滞后。纺粘、熔喷复合法非织造布生产联合机FZ/T930912014已颁布，并在2014年开始实施；由于纺丝工艺，成网方法，纺丝系统的数量、组合方式，生产线技术水平，各应用领域的要求有很大差异，也很难用一个标准来覆盖；纺粘法热轧法非织造布FZ/T640332014已在2014年底向社会公示，现等待审批、颁布；但直至2013年8月熔喷法非织造布标准连征求意见稿都未能通过，离颁布实施尚遥遥无期；中国产业用纺织品协会在2006年已组织SMS产品标准的制订工作，在2011年向有关部门提交了报批稿，纺粘/熔喷/纺粘（SMS）法非织造布FZ/T640342014已在2014年底向社会公示，现等待审批、颁布；目前是市场经济社会，产品的性能应以满足顾客要求为最高原则，标准中的要求仅能作为参考。2通用的性能指标在SMS产品技术要求中，仅对产品的下列物理机械性能提出要求单位面积质量偏差率（均匀度）、拉伸断裂强力、断裂伸长率、静水压、透气性等。另外还提出了产品的外观质量要求外观，尺寸偏差，表面缺陷，污染物等。323功能性指标对功能性产品，还包括亲液性、拒液性、渗透性，拒酒精性能、拒血液渗透性能，撕破强力，胀破强力，抗静电性能等。4常用测试标准常用标准的名称国际标准化组织标准ISO；美国材料与试验协会标准；ASTM；美国医疗器械促进协会标准；AAMI美国纺织化学师与印染师协会标准AATCC；欧洲用即弃材料及非织造布协会；EDANA；欧洲用即弃材料及非织造布协会新版测试标准；EDANA、ERT；美国、欧洲统一标准WSP欧洲联盟标准；EN；德国国家标准DIN；中国国家标准代号GB、GB/T；中国行业标准、专业标准代号FZ、FZ/T、YY/T；中国企业标准代号QB/。5SMS产品常见的缺陷SMS产品常见的缺陷有均匀度不好，强力偏低，伸长率过大，静水压偏低，透气性偏小，表面疵点，有异物，手感差，穿孔，晶点等。九影响SMS产品阻隔性能的主要因素331产品定量表5熔喷层的定量与静水压产品的定量（G/M2）越大，或熔喷层纤网所占的比例越大，静水压也越高，但产品的强力会下降，原料费用增加、能源消耗也越多，生产成本也升高。2温度熔体和牵伸风的温度越高，熔体细流越容易牵伸为细纤维，纤维的直径越小，产品的平均孔径越小，静水压越高；3熔喷系统的DCD接收距离DCD的大小影响纤维的牵伸、冷却和产品的密度。DCD较小时、产品的均匀度好、密度高，阻隔性能好、静水压高，透气性差；DCD较大时、产品的均匀度差、并丝多、密度低，阻隔性能差、静水压低，透气性好，手感好。DCD有一个最佳值，一般在100200MM之间。4熔体流量或纺丝泵速度纤维的直径与熔体的流量、也就是与纺丝泵的转速成正比，而与牵伸风的流量（速度）成反比。在生产同一规格的产品时，降低生产线的速度可以提高产品的阻隔性，即产量较低时，产品会有较高的静水压，这是生产过程中经常采用的工艺措施，但会降低产量。34表6产量与静水压的关系用改变熔体的流量与纺丝泵的转速、或产量的方法控制产品的阻隔性能，其实质就是改变喷丝孔的熔体流量。5喷丝板的孔密度孔密度是指熔喷喷丝板单位长度内的喷丝孔数量，使用高孔密度的熔喷喷丝板进行生产时，产品的静水压比用孔密度较低的喷丝板生产的产品较高。其本质就是在同样的纺丝泵速度下，高孔密度喷丝板的单孔流量较小，纤维较细所致。图16单孔挤出量与熔喷产品（10G/M2）静水压的关系国内一般熔喷系统的孔密度在3542个/英寸，最高为50个/英寸；即相当于13781654个/米，最高为1969个/米。目前SMS生产线熔喷系统的喷丝板密度一般为42个/英寸（1654个/米）。喷丝板的孔密度要与喷丝孔的长径比对应，孔密度越高，长径比也越大。常用孔径为030035MM，长径比为101215。356纺粘纤网的均匀度及纤维细度纺粘纤网的均匀度对产品的阻隔性能影响很大，均匀度越差，静水压分布越离散；而纤维细度决定纤网的遮盖性和平均孔径，纤维直径越小，产品的阻隔性能会较好。7后整理加工产品在进行离线分切时，如果张力控制不当，过大的卷绕张力会破坏产品的结构和阻隔性能，一些刚进入SMS行业的企业不理解这一点，常在分切工序使产品的静水压受损，导致产品降级。同样，在对产品进行后整理也会影响产品的阻隔性能，如在进行抗静电整理时，如整理剂污染了熔喷层，将导致阻隔性能下降、甚至消失。产品的后整理过程除了会影响产品的静水压外，还会影响产品的物理性能，如断裂强力下降，伸长率变小，手感变差等。8原料原料的流动特性会影响产品的质量。MFI越高，熔体的流动性越好，熔体细流越容易牵伸，产品的阻隔性能会越好，目前常用的聚丙烯（PP）原料的MFI在12001500之间。9环境熔喷纤网是依靠余热自粘合成为熔喷布的，环境的温度会影响冷却效果，温度越低，熔喷布的冷却较快，产品的质量较好，特别是不容易出现“晶点”。因此，对熔喷系统而言，在冬天或在晚上生产的产品会比在夏36天或在日间生产的产品较好。有的熔喷系统配置了强制冷却风装置，其最大的好处是稳定了环境条件，很少出现晶点，提高了产品质量的可控性。九SMS产品的回收1回收对纺丝过程的影响回收过程会对正常的纺丝过程产生负面影响，其主要原因有（1）因喂料不均匀而导致熔体压力波动，因此要尽量使用机械喂料；（2）因回收料的MFI会比正常切片原料高，过量回收将会产生断丝、滴熔体现象，产品的力学性能也会下降，产品的强力降低；（3）回收容易引起产品色差；（4）在回收的物料中的杂质较多，滤前压力上升较快，回收会缩短熔体过滤器滤网的使用周期，明显增加了更换过滤网的次数；（5）回收会使纺丝板组件中滤网的堵塞速度加快，使纺丝过程异常，最终也缩短了喷丝板的使用周期。2可回收性实践证明，即使是SMS产品，也是可以回收循环利用的，但经过后整理的产品，一般不适宜在生产线直接回收，以免影响纺丝。由于熔喷系统对原料的要求较高，而在回收的布料中，低熔指的成分在80以上，不适宜、也不能在熔喷系统回收，只能利用生产线中的纺粘系统进行回收。SMS生产线的运行速度较快，而且大多使用离线分切工艺，因此37不能直接在线同步回收，而只能离线回收。3回收量的控制回收量控制是指回收料在产品中所占的比例，具体比例与系统的适应性有关，如系统原来的纺丝过程很稳定，可以回收的比例就可以较大；如系统原来的纺丝过程就不稳定，可以回收的比例就要严格控制，甚至不能回收，以免因此产生更多的废、次品。对于一条生产线，在保障产品质量的前提下，可以回收的SMS边、废、次品最大比例一般控制在（1520）左右。十纺丝组件的维护1拆卸、安装组件的拆卸、安装过程要使用专用工装，由技术熟练的员工带领进行，并做好各项安全防护措施。紧固螺栓时务必按照从中部开始，然后以左、右，前、后交叉的形式向两端扩展，不得强行将紧固螺栓拧入到还没有基本“对中”的纺丝箱体螺孔内，随着喷丝板与箱体温差的缩小，全部螺栓可逐步、分批自由拧入。一般按规定扭矩分三次拧紧，扭矩值可按以下比例分别设定60，80，100。表7纺丝组件螺栓最大扭矩值为了避免由于螺栓松动导致熔体泄漏，可利用生产线的停机间隙38对螺栓进行检查、紧固。使用扭矩值要符合说明书要求，如设备制造商没有提供作业指引，对强度为129级的粗牙螺栓，可参照上表数据，但不得大于（表9）的参考值。2煅烧工艺煅烧用1（5）小时从室温升温至300，在此温度下保温12小