（纺织材料与纺织品设计专业论文）pepet双组分纺粘非织造工艺及产品性能研究.pdf

东华大学硕士学位论文 摘要 p e p e t 双组分纺粘非织造工艺及产品性能研究 摘要 本文重点研究了整体狭缝式正压气流牵伸的p e p e t ( 聚乙烯聚 酯) 双组分纺粘非织造生产工艺及工艺参数对p e p e t 双组分纺粘非 织造布的性能影响。 双组分纺粘法( x 2 组分熔融纺丝成网工艺) 是将两种不同的高分 子聚合物分别由两套独立的原料输出装置输送到两台挤出机进行加 热熔融，通过两套独立的熔体过滤器、熔体输送管道、计量泵后进入 纺丝模头，经过纺丝模头的均匀分配到达纺丝组件，两种熔体在纺丝 组件的出口处进行结构复合，形成双组分熔体细流；离开喷丝板后的 熔体细流在空气中冷却的同时，以一定速度被拉伸变细、变长，通过 机械装置或气流的作用形成纤维网，并最后经过加固形成双组分纺粘 非织造布。 本课题选用的整体狭缝气流正压拉伸工艺，其拉伸原理：气流拉 伸丝条的介质是采用高压压缩的空气，利用气体质量小易于扩散的特 性。拉伸气流本身对长丝没有直接的握持作用，通过高压气流对长丝 产生的粘性摩擦力和在狭逢下方区域由于气流作用丝条强烈波动或 摆动而产生的压推力，这两个力的共同作用使长丝得到有效的拉伸。 在p e p e t 双组分纺粘非织造布的生产过程中，主要的工艺参数 有：干燥温度、计量泵转速、纺丝温度、冷却风温度和风速、牵伸压 力、牵伸器狭缝宽度、纺丝速度、成网帘速度、热轧辊压力和温度等， 这些参数决定了p e p e t 双组分纺粘非织造布的性能，主要包括：长丝 线密度、结晶度、拉伸断裂性能；纺粘非织造布的纵横向断裂强力、 断裂伸长率、成网均匀度等指标；此外，还专门研究了侧吹风温度与 纤维试样结晶度和纤维线密度的关系、牵伸压力对纤维线密度的影 i 东华大学硕士学位论文摘要 响、纺丝速度与牵伸气流速度的关系等。分析了工艺参数与产品性能 之间的关系，并探讨形成这些关系的根本原因，对实际生产将会有直 接的指导意义。 关键词：双组分，纺粘，聚酯，聚乙烯，狭缝牵伸，工艺，性能 s t u d i e so nt h ep r o c e s s i n ga n dp r o p e r t yo f t h ep e p e t s h e a t h c o r es t r u c t u r es p u n b o n dn o n w o v e n s a b s t r a c t t h i sp a p e rm a i n l ys t u d i e st h ei n f l u e n c eo ft h ep r o d u c t i o n p r o c e s s i n g a n dt h e p r o c e s s i n gp a r a m e t e r s o fp e p e t b i c o m p o n e n ts p u n b o n d n o n w o v e n sb a s e do n t h e p o s i t i v e p r e s s u r ea i rd r a w i n gt e c h n o l o g yo ft h en a r r o ws l o tt y p eo nt h e p r o p e r t i e so ft h ep e p pb i - c o m p o n e n ts p u n b o n dn o n w o v e n s t h eb i c o m p o n e n ts p u n b o n dp r o c e s s i n g ( t h eb i - c o m p o n e n t s p u n m e l t ) i sa sf o l l o w s t w od i f f e r e n tt y p e so fp o l y m e r s a r e c o n v e y e dt h r o u g ht w os e p a r a t es e t s o fr a wm a t e r i a le x p o r t i n g d e v i c et ot w oe x t r u d e r st ob eh e a t e da n dm e l t e d t h ep o l y m e r s e n t e ri n t od i et h r o u g ht w os e p a r a t es e t s o fm e l tf i l t e r ，m e l t t r a n s p o r t a t i o np i p ea n dt h em e t e r i n gp u m p ，a n dt h e nr e a c ht h e s p i n p a c ka f t e rt h ee v e nd i s t r i b u t i o no f t h ed i e t h et w ot y p e so f t h em e l tc o m b i n e di ns t r u c t u r ea t t h eo u t l e to ft h es p i n p a c k ， f o r m i n gt h eb i c o m p o n e n tm e l ts t r e a m l e t t h e m e l ts t r e a m l e t a w a yf r o mt h es p i n n i n gb o a r di s c o o l e di nt h ea i r ，a n dj u s ta t t h es a m et i m ei ti ss t r e t c h e dw i t hc e r t a i ns p e e dt ob ef i n e ra n d l o n g e r ，f o r m i n gt h e f i b e rw e bt h r o u g ht h e f u n c t i o no fa i r c u r r e n to rm e c h a n i cd e v i c e ，a n dt h e nf i n a l l yi t i sc o n c r e t e dt o f o r mt h eb i c o m p o n e n ts p u n b o n dn o n w o v e n s h i g h s p e e da i rs t r e t c h i n gi sa d o p t e di nt h em e l ts p l n m n g p r o c e s s ，t h em e d i u mi sh i g h s p e e da i r t h ew i d e - r a n g ei n t e g r a l s l i tp o s i t i v ea i rs t r e t c h i n gp r o c e s si su s e d ，i t sp r i n c i p l e ：t h e f i l a m e n t sa r es t r e t c h e db yc o m p r e s s e da i rw i t hs m a l lq u a n t i t y a n de a s yt od i f f u s e t h ef i l a m e n t sh a v en o ts e i z e dd i r e c t l yb y s t r e t c h i n ga i r ，t h e y a r ed r a w na d h e s i v e f r i c t i o n a lf o r c e i i i 东华大学硕士学位论文 摘要 p r o d u c e db yh i g hp r e s s u r ea i rt of i l a m e n t sa n dp u s hf o r o e o c c u r r e db yf l u c t u a t i o na n ds w i n go ff i l a m e n t su n d e rs t r e t c h i n g e q u i p m e n t ，t h et w of o r c e st o g e t h e ra r et om a k et h ef i l a m e n t s s t r e t c h e d d u r i n gt h ep r o c e s s i n go fp e p e tb i c o m p o n e n ts p u n b o n d n o n w o v e n ，t h ep r o c e s s p a r a m e t e r ：d r y i n gt e m p e r a t u r e 、 r e v o l u t i o no fm e t e r i n gp u m p 、s p i n n i n g t e m p e r a t u r e 、q u e n c ha i r t e m p e r a t u r ea n ds p e e d 、t h ep r e s s u r eo fs t r e t c h i n ga i r 、t h e f o r m i n gt a b l es p e e d 、t h e t h e r m a lc a l e n d a r p r e s s u r e a n d t e m p e r a t u r ea n ds oo n a i lt h ep a r a m e t e ra f f e c t e dp e p e t s p u n b o n d e dn o n w o v e np e r f o r m a n c e si n c l u d i n g ：t h ef i n e n e s s 、 c r y s t a l l i z a t i o na n dt e n s i l es t r e n g t ho ff i l a m e n t ；t e n s i l es t r e n g t h a n de l o n g a t i o nm da n dc d 、t h i c k n e s s 、w e b u n i f o r m i t yo ft h e n o n w o v e n s i na d d i t i o n ，t h ep a p e rm a k e sa s p e c i f i cs t u d yo n t h ef o l l o w i n gs u b je c t s ：t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h es p i n n i n g s p e e da n df i b e rc r y s t a l l i z a t i o n 、t h ea f f e c to ft h ep r e s s u r eo ft h e s t r e t c h i n ga i rt o w a r d st h ef i b e rf i n e n e s sa n ds oo n t h es t u d y s h o w st h eb a s i cc a u s e so ft h ef o r m i n go fs u c hr e l a t i o n s h i pa n d w i l lh a v et h ed i r e c t g u i d i n g f u n c t i o nt ot h e p r a c t i c a l p r o d u c t i o n k e y w o r d s ：b i - c o m p o n e n t ，s p u n b o n d ，p e t ，p e ，n a r r o ws l o t d r a w i n g ，p r o c e s s i n g ，p r o p e r t y 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文， 是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注 明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的 作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：莠珂绰 日期：2 眇罗年月夕。日 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密r l ，在年解密后适用本版权 书。 本学位论文属于 不保密 学位论文作者签名：雾目竿 e t 期：2 嘲年1 月肜e t 指导教师签名：学纤阳汐参 日期：溯年7 夥日 东华大学硕士学位论文第一章前言 第一章前言 第一节纺粘法非织造工艺国内外发展历史 纺丝成网法( s p u n l a i d ) 是聚合物挤压成网法制造非织造布的主要工艺，它 充分利用了化学纤维纺丝成型原理，采用高聚物的熔体进行熔融纺丝成网或浓溶 液进行纺丝和成网，纤网经机械、化学、热粘合加固后制成非织造布。纺丝成 网技术包括熔融纺丝成网、干法纺丝成网和湿法纺丝成网等。熔融纺丝成网工艺 即纺粘法( s p u n b o n dp i o c 冶s 8 ) 是将高分子聚合物加热熔融，经挤出机熔体从纺 丝孔挤出进入空气中，熔体细流在空气中冷却的同时，以一定速度拉伸变细变长 ( 气流或机械作用) ，在该阶段高分子熔体细化同时凝固，形成纤维后成网。 纺粘非织造是将化纤的纺丝和非织造布的成网、固化技术相结合的工艺技 术。上世纪6 0 年代，由美国功止o n t 和欧洲f r 肌d 础e 曙公司几乎同时研制成功【2 1 。 7 0 年代刚推出纺粘法时，纤维单丝较粗，铺网不均匀【3 1 。9 0 年代纺丝成网工艺的 进步和相关装备技术的突破，使得纤维纤度大幅度下降，加上一些其它措施，使 纺粘法非织造布的均匀度差、手感粗糙等缺点都得到很大改善，纺粘法非织造布 得到了广泛应用【4 】。目前该技术已渐趋成熟。 我国纺粘法非织造布的工业化生产始于1 9 8 6 年，当时广州从r e i f e n h a u s e r 公 司引进年产1 0 0 0 吨的生产线，而后上海和沈阳也相继分别由意大利n w t 公司引进 年产1 0 0 0 吨的生产线。这3 条生产线开拓了中国纺粘法非织造布工业之先河。此 后，我国继续从s t p 、n w t 、r e i f e n h a u s e r 等公司引进纺粘生产线，并成为世界 纺粘法非织造布发展最快的国家【5 】。1 9 9 1 年全国仅有3 条生产线，年生产能力3 0 0 0 吨，至t j 2 0 0 2 年，全国已有7 0 条生产线，年生产能力达2 4 万吨，产能增加2 3 7 万吨， 增长近8 0 倍。到2 0 0 5 年底，已达至u 2 8 2 条，与2 0 0 4 年相比增加1 6 5 3 ；总的生产 能力达到了7 1 2 万吨年，与2 0 0 4 年相比，增幅为1 5 9 2 ；纺粘法非织造总产量达 4 2 9 5 万吨年，增加了1 9 2 7 【6 】。2 0 0 5 年纺粘非织造布( 包括丙纶纺粘、涤纶纺 粘、纺粘熔喷在线复合非织造布、p e p p 和p e p e t 双组分纺粘非织造布) 的基 本情况如表1 1 所示。 东华大学硕士学位论文 第一章前言 表1 一l2 0 0 5 年国内纺粘非织造布( 包括在线s m s 复合布) 统计表 p p 纺粘法非织造 2 6 1 6 0 0 8 8 3 43 9 2 79 1 4 布 p e t 纺粘法非织 1 55 6 97 9 2 4 8 造布 s m s 在线复合非 65 4 5 织造布 1 2 02 8 p 】骝p 和p 】雕p e t 双组分纺粘无纺2l1 40 5 01 2 布 合计2 8 47 2 2 21 0 04 3 。4 51 0 0 从各种生产工艺上看，纺粘法非织造布由于生产效率高、产品性能优越，尤 其在生产成本上是其它非织造布生产工艺所无法比拟的，因此在今后2 0 年里还将 会获得较快发展，其增长速度将高于其它生产工艺，达至l jl0 左右。到2 0 5 0 年， 其在非织造布总产量中的比例可能达到或超过5 0 t7 1 。 第二节纺粘法非织造布的性能和用途 纺粘法非织造布的特征使其拥有广泛的应用市场。近年来在国际市场上，随 着纺粘法技术的进步和产品质量的提高，纺粘法非织造布不仅在原来适应的应用 范围扩大了市场份额，而且开发和扩展了新的市场【3 1 。比如，过去纺粘法非织造 布由于在成网均匀度、柔软度和原料等方面的不适应，极少应用于服装衬领域， 而今些高质量的纺粘法非织造布已经进入了服装衬布市场；卫生材料是非织造 布的一个大市场，早期时像妇女卫生巾，婴儿尿布等卫生用品覆面材料主要是使 用化学粘合和热粘合的短纤维非织造布【9 】。现在已大量使用纺粘法非织造布，尤 其s m s 复合材料的成功应用，使纺粘法非织造布在欧美地区的这一用途成为最主 要的用材之一【1 0 】。此外，纺粘法非织造布及其复合材料还成功地进入汽车、过 2 东华大学硕士学位论文 第一章前言 滤、隔音、绝热、医用、土工、农业、电池、清洁、吸油等应用市场】。 纺粘法非织造布的市场我们可以根据产品的使用特征分为“用即弃产品”和 “耐久性产品”两大类。前者是指一次性使用的，经济价值较低，使用方便和效果 满意，而且是人们经常需要并大量使用的产品，例如一些卫生用品、擦布、医用 材料、气体或液体过滤布、包装及吸附材料等。后者则是指用于工程、建筑和各 种工业制品、生活用品中的部分材料，如土工建筑材料、鞋用及箱包用衬里、服 装衬布、家具和床用布、汽车用布、电器用布、农业和土壤保护用布。由于非织 造布的使用得到了更完美的功能和更经济的效果，而且在这种场合的非织造布也 必须是经久耐用的【1 2 13 1 。从原料的使用角度来说，丙纶纺粘法非织造布较多的 用在用即弃产品方面，而涤纶纺粘法非织造布主要用于耐久性产品方面，用途比 较专门化。 第三节纺粘法非织造工艺的发展趋势 3 1 双组分纺粘法非织造生产技术 近年来，双组分纺粘非织造技术也有较大的发展。它是将复合纺丝的成纤技 术和纺粘法的成网、成布技术相结合的一种最新的非织造布工艺技术。其最大优 点是可用不同原料、通过不同复合形式、生产出不同性能的产品，极大地拓展了 纺粘法技术发展的空间。目前，国外一些公司经过积极研究、实验，拥有了双组 分纺丝的纺粘技术和产品【2 1 。双组分纤维在纺粘非织造布上的应用有许多种方 式。最常见的例子是纺制皮芯型纤维，用低熔点的聚合物作为皮，双组分皮芯结 构的比率范围从1 0 9 0 至5 0 5 0 。典型的聚合物组合是p e p p 、p e p e t 和 c o p e t p e t 。另一种形式的双组分纤维是剥离型纤维，如中空橘瓣型也被开发用 于纺粘非织造布。当纤维或非织造布中的纤维开裂后，纤维线密度可达n o 11 d t e x 以下，非织造布的手感接近于细旦纤维制成的传统的机织物和针织物。该工艺的 目标是服装市场、抛光用品和人造皮革。再一种相似的技术是可溶性聚合物，如 e v o h 或可用热水洗掉的水解p e t 。2 2 d t e x 的海岛纤维洗去海组分的聚合物后， 可以使纺粘非织造布完全由直径为2 u r n 的纤维组成【l4 1 。 日本u n i t i k a 公司的p f _ _ 冲e t 皮芯复合产品e l e v e s ，它经热辊热轧后，表面的聚 3 东华大学硕士学位论文 第一章前言 乙烯熔融成为粘结剂，而芯层的涤纶不受影响，所以产品具有较高强力和卓越的 防水性能，可做篷布覆盖材料。n e u m a g 公司的p 阶p 皮芯型双组分复合纺粘布， 采用了a s o n 公司的技术，手感极为柔滑、舒适，可以作为一次性医疗卫生材料的 升级换代产品。2 0 0 4 年，f r e u d e n b e r g 公司在i d e a 展览会上展出的产品e v o l o n 已 有8 0 1 7 0 酣n 2 的系列产品，它用p a 、p e t 两种不同组分纺制成桔瓣型复合纤维， 利用气流拉伸和水刺使桔瓣分裂，制成超细纤维的复合纺粘非织造布。其内在质 量和外观质量都较好，由于其尺寸稳定，吸音效果优越，已被推荐到汽车纺织品 用途中，包括车顶昵、内饰材料和地毯基布。经聚氨酯涂层后还可用作透湿鞋衬 和行李箱等。 3 2 细旦纤维成型技术 纺粘法产品的质量通常考虑的是外观、手感和力学性能。由于传统纺粘工艺 纺丝的纤维线密度在2 d t e x 以上，使产品在外观、手感及力学性能等方面较差， 在一定程度上影响了产品的使用。降低纤维的线密度，不但可以提高它的柔性， 而且可以使相同面密度产品中单位面积的纤维根数增加，提高覆盖率，改善外观 2 1 。因此，在现有技术条件下，一些公司加强了对拉伸器、喷丝板孔数、孔径、 冷却条件等工艺条件的研究，将纺丝细度降低至u 1 d t e x 左右甚至更低，布的手感 和柔软性有了明显的提高。 3 3 新聚合物 发展对环境友好的绿色材料和实施可持续发展战略是世界各国产业进步的 一个共同命题。特别是纺粘法有相当大的一部分产品是一次性应用的，由于丙纶 等合成纤维材料难以分解，会对环境产生二次污染，因此迫切希望寻找一种可完 全分解的新材料予以取代【l5 1 。p l a ( 聚乳酸) 制成的产品，用完后深埋处理，在酶 作用下，短时间内可完全分解。聚乳酸在美国已有年产1 4 万吨的工业化生产，日 本也已有聚乳酸的纺粘布样品制成。最近几年，聚乳酸纺粘法的发展必将成为热 门f 2 1 。 4 东华大学硕士学位论文第一章前言 3 4 多层次复合与多头纺丝工艺 纺粘法不仅在自身技术和产品方面不断进步和完善，而且通过组合工艺的发 展，使其成为能够生产种类繁多的高性能复合产品的工艺方法【23 1 。在在线组合 的成网工艺中，可以在同一成网帘上设有多道纺丝位置，形成多种形式的多层纤 网的并网复合，如s m s 、s m m s 、s m s m s 、s s m m s s 等系列；可以将气流成网 或梳理成网工艺组合到纺丝成网工艺中，形成长短丝纤网的复合即所谓的s a s 和 c s c 系列产品；还可以将化学粘合、热粘合、针刺和水刺等固结方法配置到纺粘 成网工艺中，生产出各种各样风格和特征的产品来【2 0 1 。 此外，纺粘非织造还朝着生产设备高速化，生产效率提高，产品质量提高等 方向发展 2 1 】。 第四节双组分纺粘法非织造工艺概况 4 1 国内外双组分纺粘发展的概况 众所周知，双组分短纤维如e s 纤维广泛地用在非织造布领域已有多年。由于 具有一定排列方式的两种不同聚合物组成的纤维具有独特的性能，单靠材料本身 是不能取得的，诸如手感柔软且强度高，高蓬松性和通过进一步处理获得超细纤 维的可能性，因此利用这些特性可以生产出具有所要求结构和性能的最终产品。 目前许多非织造布生产者已普遍采用热粘法、针刺法或水刺法的非织造布生产工 艺，然而在纺粘法领域中。双组分纤维技术直到最近才受到足够的重视，原因是： 最近在组合设计和制造技术上取得的改进有助于提高生产率和大幅度降低双 组分纤维设备和生产的成本，而这些曾经是限制该项技术广泛应用的因素；双 组分纤维产品在技术和经济上的优势正被越来越多的业内人士所认识。事实上， 对纺粘法设备与双组分纤维技术相结合的强烈要求后来也被注意到。对这种要求 的增加预计在不久的将来将更加强烈【l6 1 。 上个世纪9 0 年代，美国a s o ne n g i n e e r i n gi n c 公司在第八届上海国际非织造布 研讨会上发表了“双组分纤维技术对纺丝性能与纺粘法非织造布结构及特性的影 响”的研究报告，提出双组分复合纤维“纺粘法工艺可以很大程度地改善生产和产 品质量”，“可以影响非织造布的最终性能如柔软度、抗拉强力和伸长”，“提供了 5 东华大学硕士学位论文 第一章前言 许多创新或改造产品性能的机会”。日本c h i s s o 公司特别对聚乙烯聚丙烯双组分 复合纺粘非织造布作了研究，发表了许多有价值的文献。阿克苏诺贝尔公司已 推出用聚酰胺聚酯皮芯复合纺粘非织造布作簇绒地毯基布及屋顶防水材料基 布。日本神户制钢公司已有聚丙烯聚酯复合纺粘产品用于尿布面料【 】。 n o r d s o n 公司在其专利u s 6 , 4 7 8 ，5 6 3 中，介绍了一种用于双组分纺粘生产线 中的熔体分配装置，从其统计的数据来看，可以明显提高产品的均匀性，满足双 组分纺粘生产线的实际生产需求；并在专利c n l 6 2 4 2 1 5 a 中介绍了用于双组分生 产线中宽狭缝式正压牵伸装置和分丝装置。并在其专利u s 6 ，7 9 9 ，9 5 7 中介绍了和 该生产线配套的下吸风成网装置，保障了双组分非织造布成网的均匀性。 金佰利公司在其专利u s 5 ，3 8 2 ，4 0 0 中，介绍了一种双组分纺粘非织造布的生 产方法。从生产设备示意图中分析，牵伸装置采用管式牵伸或负压牵伸。原料采 用聚丙烯和线性低密度聚乙烯，详细介绍了挤出量、纺丝温度、侧吹风风速、侧 吹风风温、喷丝板孔径、产品单纤细度、皮芯比例等，可生产皮芯型、并列型双 组分纺粘非织造布。 3 m 公司在专利u s 6 ，8 2 4 ，3 7 2 中介绍了该公司设计的双组分纺粘生产线，该 生产装置采用正压狭缝牵伸，产品具有良好的伸长性，具有一定的回弹性能。 h i l l s 公司在其专利u s 5 ，1 6 2 ，0 7 4 中介绍了专门应用于双组分纺粘生产线上的 双组分纺丝组件。h i l l s 技术的关键是在纺丝组合件中使用了薄的分配板，该分 配板可将每一种聚合物分开并很快地分配到多组分熔体流中，然后输送到每一个 纺丝孔中去；通过简单的结构变化就可以生产不同结构类型的双组分纤维；对原 料的特性要求较低。这一独特和多功能的技术可使所有类型的可熔纺的双组分纤 维都可在同一纺丝组件中纺制。其双组分纺丝组件在其所有纺丝组件产品中占有 较高比例，并已开发出自己的双组分纺粘生产线。 上海市合成纤维研究所于2 0 0 5 年引进和改造了国内第一条管式拉伸双组分 复合纺粘非织造布生产线。目前，主要生产p e p p 、p e p e t 两种类型产品。p e p p 复合纺非织造布柔软，可用于医疗用品、卫生用品、覆盖布、包装材料、衬里等。 p e p p 纺粘非织造布还可与p e 薄膜复合用作装饰和工程材料。p e t p a 复合纺非织 造布可用于地毯基布、屋顶增强材料等。浙江绍兴耀龙纺粘科技公司也结合自身 特点，采用引进国外技术和国内技术相结合的方法，建成一条年产8 0 0 0 吨的双组 分生产线，主要生产p e p p 、p e p e t 类产品，产品深受国内外用户的关注。 6 东华大学硕士学位论文第一章前言 4 2 双组分非织造产品、用途和优点 ( 1 ) 卫生巾、婴儿尿布面料、成人失禁用品 以聚乙烯为皮，聚丙烯或聚酯为芯的双组分纤维成网后，可用较低的温度热 轧或热风成布，产品手感柔软，拒水性好，易与薄膜复合，可代替目前e s ( p e p p 皮芯复合短纤维) 纤维热轧或热风布，极易用作尿布和卫生巾面料。可用于背层 项层包覆材料、接受转移层、吸收芯子、背层、腰带、腿口材料。 ( 2 ) 一次性医保用品 主要包括外科手术服、手术盖布、手术用具包布、消毒包布、伤口护理用布、 帽子、口罩、鞋套等【2 4 2 5 1 。双组分纺粘布作一次性医保用品保留了单组分纺粘 布的一切优点，手感更柔软，而且低熔点组分在热熔后还起了粘结剂的作用，增 加了撕破强力，服用性能更佳。 ( 3 ) 其他应用 以聚酰胺为皮，聚酯为芯的双组分粗旦纤维制成的纺粘布布面硬挺，尺寸稳 定性好，撕破强力极高，可用作高级簇绒地毯基布。由p e p e t 皮芯复合，经热 辊热轧后，具有较高强力和卓越的防水性能，可做篷布覆盖材料【22 1 。 纺粘布与薄膜复合的产品应用已相当广泛，但由于一般纺粘布原料为聚丙 烯，多数薄膜为聚乙烯和聚氯乙烯等非聚丙烯材料。根据高分子材料相似相溶的 原理，不同的原料即不相似，因此简单的热复合难以奏效。双组分复合纺粘布可 以用薄膜的同种原料作皮，其他原料作芯，再与薄膜进行热复合，制得的产品其 非织造布与薄膜浑然一体，难以剥剐1 7 19 1 。 双组分复合的海岛型针刺或水刺纺粘布，经碱处理可使“海”与“岛 、“岛”与 “岛”互相分离，可使纤维纤度达n 0 1l d t e x 以下，由该超细纤维制成的纺粘布可 用于高档人造革基布。f r e u d e n b e r g 公司的e v o l o n 系列产品，其内在质量和外观质 量都较好，由于其尺寸稳定性好，吸音效果优越，已被应用到汽车纺织品用途中， 包括车顶呢、内饰材料和地毯基布。经聚氯酯涂层后可作透湿鞋衬和行李箱等用 途【l8 1 。 7 东华大学硕士学位论文第一章前言 第五节研究的目的和意义 双组分纺粘非织造的关键工艺技术是纺丝、拉伸、铺网和固结工艺，从材料 和加工技术这个角度上来看，纺粘法是集化工、塑料、造纸、化纤、航空等行业 为一体的涉及多学科的综合性技术。因此，研究影响双组分纺粘法非织造布工艺 技术对非织造的技术进步和工程建设具有重要意义。 5 1 控制长丝的性能 纤维是构成非织造布的最基本的原料，由于非织造布独特的生产工艺和产品 结构，它不同与传统纺织品以纱线的排列组合形成织物，而是纤维原料直接构成 纤网后固结成布，因此纤维原料的特性对非织造产品性质有着更为直接的影响。 纤维的线密度：纤维线密度小，非织造布在同样定量的条件下，纤维根数就越 多，纤维间的接触点和接触面积增大，这就增加了纤维间的粘结面积，制得的非 织造布强力好，柔软性能好；纤维的结晶度和取向度：结晶度高，大分子排列 比较整齐密实，狭缝孔洞较少，分子之间互相接近的各个基团的结合力相互饱和。 取向度好，大部分子链段的排列方向和纤维轴方向趋于一致，纤维的拉伸强度较 高，伸长能力较小。 纺粘非织造布的物理性能，除了和纤维的性能有关外，与非织造布的成网结 构关系也很大。纤网均匀性越好，非织造产品机械性能越好。 5 2 最佳工艺参数的设置 两组计量泵转速决定了双组分皮芯结构的比例和熔体挤出量的大小，进而决 定了工厂生产产量的大小；纺丝箱体各个部分的最佳温度取决于两种原料的性质 ( 特别是熔融指数) 并使整个纺丝过程得以稳定正常的进行；侧吹风的温度和风 速( 风量) 决定了纤维的结晶度；狭缝的宽度和正压牵伸时的风速决定了纤维的 线密度和单纤各项性能指标；成网线速度影响最终纺粘非织造布的面密度，抽吸 风风量对纤网的均匀性有一定的影响。以上各个工艺的参数设置对于最终的纺粘 非织造布的性能产生决定性作用，因此研究各个工序各个参数对最终产品的影响 很有意义。 8 东华大学硕士学位论文第一章前言 参考文献： 【l 】柯勤飞，靳向煜非织造学上海：东华大学出版社，2 0 0 4 - 2 1 2 ；2 3 9 - 2 4 9 【2 】邹荣华纺粘法非织造布生产技术现状及发展趋势新纺织2 0 0 5 ，( 9 - 1 0 ) ：2 - 7 【3 】s p u n b o n dt e c h n o l o g yt o d a y m i l l e rf r e e m a n ， i n c 1 9 9 2 ：18 3 2 【4 】s m o r a d arl s p u n b o n d e dt e c h n o l o g y ：a nh i s t o r i c a lp e | 唧妣i n d aj o u r n a lo f n o n w o v e n sr e s e a r c h ， 1 9 9 l ，( 4 ) ：2 6 【5 】方一鹏，陈康振纺熔非织造技术的应用与发展纺织导报2 0 0 4 ， ( 0 4 ) 1 2 1 5 【6 】中国产业用纺织品行业协会纺粘法非织造布分会2 0 0 5 年全国纺丝成网非织造布生产统 计公报中国纺熔非织造布2 0 0 6 ，( 0 1 ) ：l - 4 同m a l k a ns a no v e r v i e w o fs p u n b o n d i n ga n dm e l t b l o w i n gt e c h n o l o g i e s t a p p i j o u r n a l 1 9 9 5 ，7 8 ( 6 ) ：1 8 5 【8 】a n a l y s i so fw o r l dw i l dn o n w o v e ng r o w t he m p h a s i s0 1 1s p u n b o n d e da n dm e l tb l o w n p r ；铭s n o n w o v e ni n d u s t r y a g u ，1 9 9 6 ：6 2 【9 】c o l i nw h i t e b a b yd i a p e ra n dt r a h l i n gp a d t s ：am a r k e to v e r v i e w n o n w o v e n i n d u s t r i y ，j a n ，1 9 9 9 ：2 6 - 3 9 【1 0 d r r o n a l ds m o r a d a ，s p u n b o n d e d a n dm e l tb l o w nn o n w o v e n n o n w o v e ni n d u s t r y ， o c t ，1 9 9 6 ：4 8 5 6 【11 i a nb u t w o r l d w i d ep r o s p e c t sf o rs p u n b o n d n o n w o v e nw o r l da u g - s e t ，1 9 9 9 ：5 9 - 6 3 1 2 】沈志明纺粘法非织造布的发展与前景产业用纺织品1 9 9 8 ( 1 1 ) ：1 2 1 3 【1 3 潘祖德纺粘法非织造布的用途和市场，非织造布，2 0 0 4 ( 0 3 ) ：7 f 1 4 j o h nh a g e w o o d t e c h n o l o g yt r e n d si ns p u n b o n dp r o c e s s e sa n df a b r i c s i n t e r n a t i o n a lf i b e r j o u r n a l ，2 0 0 4 ( 4 ) ：3 6 3 9 【1 5 j a m e sl u n t p o l y l a c t i ca c i dp o l y m e r sf o r f i b e r sa n dn o n w o v e n s i n t e r n a t i o n a lf i b e r j o u r n a l 2 0 0 0 ，( 6 ) ：4 8 5 2 【1 6 1 卢福民双组分纤维技术对纺丝性能与纺粘法非织造布结构及特性的影响产业用纺织 品2 0 0 1 ( 1 ) ：1 6 - 2 0 【1 7 】邹荣华双组分复合纺粘法非织造布产业用纺织品2 0 0 0 ， ( 0 7 ) ：1 - 3 【1 8 刍5 荣华，倪福夏双组分纺粘法非织造布合成纤维s f c 2 0 0 5n 0 5 ，1 3 【1 9 】钱程纺粘法生产新方法的发展趋势非织造布2 0 0 1 ( 0 1 ) ：9 1 0 【2 0 郭合信等纺粘法非织造布冲国纺织出版社2 0 0 3 2 1 t 延熹非织造布生产技术上海：中国纺织大学出版社，1 9 9 8 【2 2 朱志祥，顾海云浅谈p e p e t 复合短纤在喷胶棉领域的应用及前景合成纤维1 9 9 9 ，4 8 - 4 9 2 3 n o n w o v e n s n e w s n o n w o v e n si n d u s t r y 1 9 9 7 口4 】赵耀明等非织造布在医疗领域中的应用和展望合成纤维1 9 9 7 ( 6 ) ：4 5 9 东华大学硕士学位论文第一章前言 【2 5 靳向煜吴海波等非织造布在医疗卫生领域的应用和发展纺织学报1 9 9 7 1 0 东华大学硕士学位论文第二章p e p e t 非织造工艺设计与实验方案 第二章p e p e t 非织造工艺设计与实验方案 第一节原料介绍 1 1p e t 切片( p o i y e s t e rc h i p ) 的基本性能 聚酯的化学名为聚对苯二甲酸乙二酯( p e t ) ，商品名为涤纶。聚酯是热塑 性聚合物，由于其具有优良的物理机械性能和加工性能，已经成为纺粘非织造布 的重要原料之一。 p e t 大分的化学结构为： 倪： 册a 卜伽po k 。 由于p e t 大分子链中含有一o c ：卜仪x 卜基团，其两端各有一个羟基 _ e - o h ) ，中间有一系列苯环：芦，它们通过酯基一o o o - 与亚甲基- t c n 2 p 相互连接，故刚性较大。p e t 熔点高，大约为2 6 7 。p e t 分子链为线形结构，具 有高度的立构规整性，所有的芳香环几乎处于同一个平面上，因此具有结晶的倾 向；同时由于没有大的支链，分子易于沿着纤维拉伸方向取向而平行排列。p e t 分子链通过酯键有关，如在高温和水存在下或强碱介质中容易发生酯键的水解， 使链断裂，聚合度下降，所以在p e t 纺丝成型过程中必须严格控制水分含量。在 涤纶纺粘法中，一般要求切片的含水率小于5 0 p f m 。p e t 的成型加工性能与相对 分子质量及其分布、大分子的聚集态结构及聚合物中的杂质含量有关。纺粘用 p e t 树脂的相对分子质量通常为1 5 0 0 0 2 2 0 0 0 。相对分子量低，则熔体粘度下降， 纺丝容易断头，丝条亦经不起较高倍率的拉伸，所得到成品丝强力下降，延伸度 上升，耐热性、耐光性、耐化学稳定性差。相对分子量分布对于p e t 纺丝加工性 能及非织造布纤网中的纤维结构、性能的影响很大。实验证明，平均相对分子质 量相同而分布宽的p e t ，纺丝时容易产生断头、毛丝和疵点，且经不起拉伸，所 得纤维及非织造布的强度低、延伸度高、弹性回复率低、表面粗糙f 。 p e t 切片质量对纺丝、拉伸工艺及其非织造布的性能有很大影响。其切片主 要性能参数有：特性粘度、t i 0 2 含量、二甘醇含量、端羧基含量、水分、凝胶粒 子和灰分等。 东华大学硕士学位论文第二章p e p e tj # 织造工艺设计与实验方寨 ( 1 ) 特性粘度( i n t r i n s i c v i s c o s i t y ) ：为了使产品具有适当的物理机械性能， 又能顺利纺丝，要求聚酯切片有合适的分子量。而测定分子量及其分布的方法烦 杂，故用特性粘度表示其分子量的大小。常用切片的特性粘度为0 6 3 0 6 6 ，它随 着分子量的增大而增大。本论文选用切片的特性粘度是0 6 5 。 ( 2 ) t i 0 2 含量：在聚酯切片中加入二氧化钛的目的是为了使纤维消光，加 入的量为0 3 0 5 ，就能教好的产生半消光作用。在能取得较好消光作用的前 提下，t i 0 2 含量应尽量低并分布均匀。 ( 3 ) 端羧基含量：端羧基含量高，说明分子量分布宽，可纺性能差。要求 端羧基含量_ 3 0 m o l t 。 ( 4 ) 二甘醇含量：聚酯中二甘醇含量影响切片的熔点、色相等。要求二甘 醇含量5 1 3 。 ( 5 ) 凝胶粒子；聚酯切片中的凝胶粒子主要有聚合物的氧化凝胶物、二氧 化钛凝聚物、催化剂沉淀物、碳化物等。这些杂质不仅加重了熔体预过滤器或组 件过滤层的负荷，而且还极其容易导致毛丝和断头。要求每毫克切片中所含有凝 胶粒子( 1 0 u r n 直径 2 0 u r n ) 个数9 4 。 ( 6 ) 灰分：指切片中除t i 0 2 以外的无机物金属盐。含量高，表明切片内杂 质多，切片的纺丝性能差，故一般要求 - j 惯于用分特( d t e x ) 作为 纤维线密度的单位，故利用( 3 - 7 ) 公式进行转换，转换以后的结果为表3 4 中最 后一列。 n 蛔舒6 0 0 3 5 6 8 2 x l o 5 ( 3 - 7 ) 式中： n d 女旷一纤维的线密度( d t e x ) 扛纤维的直径( 岬) 蝴维的密度，本论文中取1 1 4 5 8 9 e r a 3 备注：泐维的密度，本论文中取1 1 4 5 8 9 c m 3 的原因为：皮芯结构i 拘p e p e t 纤维皮部分和芯部分的体积比为5 0 ：5 0 ，而p e 的密度取o 9 1 9 g m 3 ，p e t 的密度 为1 3 8 9 e r a 3 ，故6 = 1 1 4 5 8 9 c m 3 。 第六节原料基本性能测试 6 1p e 熔融指数( m f i ) 测定 熔体指数( m f i ) 是p e 在纺丝成形过程中，表示其熔体流动性能的一项重要指 标，它是指在标准负荷下( 2 1 6 0 k g ) ，在一定的温度( 聚乙烯为1 9 0 ) 下，l o m i n 4 3 东华大学硕士学位论文第三章原料及试样各项基本性能测试 熔体流经标准毛细管( 直径2 0 9 5