（纺织工程专业论文）pepp双组分复合纺粘法非织造布的结构与性能研究.pdf

东华大学硕士研究生论文p e p p 双组分复合纺粘法非织造布的结构与性能研究 p e p p 双组分复合纺粘法非织造布的结构与性能研究 摘要 随着科技的不断进步和市场竞争的日益激烈，人们对健康卫生 产品的要求越来越高，因焉对非织造材料的性能提出更高的要求，要 求更柔软舒适、安全卫生、强度高、易加工。在这样的条件下，p e p p 双组分复合纺粘法非织造布成为新一代卫生用材料。它是将聚丙烯 ( 阳) 、聚乙烯( p e ) 加热熔融，经挤出机从复合纺丝孔挤出进入空 气中，熔体细流以一定速度拉伸变细变长，同时冷却凝固形成皮芯结 构的长丝，长丝经过铺网，采用热轧粘合加固形成非织造布。 本课题观察了p e p p 纤维截面形状、非织造布表面微观结构，优 化了对产品质量有重要影响的热轧粘合工艺，研究了非织造布断裂机 理，并将p e p p 纺粘布与p p 纺粘布进行了结构、性能上的对比分析。 p e p p 纤维是一种差别化纤维，根据用途来设计截面结构。皮芯 型p e p p 纤维中p e 比p p 熔点低，使非织造布手感柔软，强力提高。 热轧粘合是利用一对加热辊一刻花辊和光辊，对纤网进行点状加 热。加热温度与皮层p e 熔点相同，使p e 熔融流动，丽芯层组分p p 熔点比p e 高3 0 左右，能保持原有性质不变，纤维相互粘结制得非 织造布。粘合只发生在刻花辊轧点处。 热轧机温度、线压力、线速度( 匿羹加热时间) 是影响双组分纺粘 非织造布质量的三个重要因素。通过正交试验，利用方差分析法，探 系鼙大学硕士耩究生论文p e p p 取组分复合纺黏法雅缎遗布豹结构等性馥研究 讨了三个参数对纵横向断裂强力、弯越霪度、透气性的影响。若以断 裂强力为主要考察鳍标，则最优参数为：温度1 3 0 ，线速度1 3 m m i n ， 线压力7 0 k g f c m 。 对纺糖非织造布的结构分析表明，粘合点呈菱形，其大小、数量 和分布规律都取决予轧辊的表面情况。p e p p 纺粘布粘合区纤维几乎 未受损伤，保持单纤状态，而p p 纺粘布粘合区纤维受到损伤，呈薄 膜状，成药潜在的薄弱区。 纺粘菲织造布的断裂分为三个阶段，断裂首先从粘合点与周围无 粘区交界的薄弱区开始垂p e p p 纺粘布的薄弱区相比p p 纺粘布强度 高，断裂所需时闯较长，粘结点结构几乎没有被破坏，拉伸时和周围 纤维一起沿拉伸方向伸直。p p 纺粘布的粘合点损伤比较严重，更容 易受力断裂，表现为相对较差的力学性能硌 相比较面言，p e p p 纺粘布厚度小、强力高、伸长大、柔软、表 面光滑平整、透气透湿性好，但产品均匀性、覆盖性、拒水性稍差； 蹭纺粘奄恰好相反尊强伸性和柔软性是衡量非织造卫生孝才料质量的 重要指标。良好的柔软性、强伸性、透气透湿性及良好的阻止反渗的 能力，使薄型p e p p 纺粘布十分适合用作婴儿尿布、妇女卫生巾等的 包覆层材料，成为单组分丙纶或涤纶热轧j # 织造布，或是短纤梳理热 风非织造布的升级换代产品。 关键词：双组分，p e p p ，p p ，纺粘法，非织造布，热轧粘合 东华丈学硕士研究生论文 as t u d yo nt h es 1 7 r u c t 【瓜ea n dp r o p e r t so f p e 僭pb i c o n 母o n e n ts p u n b o n dn o n w o v e n s a b s t r a c t w i t ht h eu n c e a s i n gd e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g ya n dt h ei n c r e a s i n g l y f i e r c em a n e tc o m p e t i t i o n ，p e o p l e sh e a l t ha n dh y g i e n ep r o d u c t si s b e c o m i n gm o r ed e m a n d i n g ，t h e r e f o r et h ep e r f o r m a n c eo fn o n w o v e n m a t e r i a lm a d eh i g h e rd e m a n d s t h ea i mi st od e v e l o pas o f t e ra n dm o r e c o m f o r t a b l e ，h e a l t h i e ra n dm o r es a n i t a r y , h i g h e rs t r e n g t ha n dm o r e p r o c e s s a b l em a t e r i a l u n d e rs u c hc o n d i t i o n s ，p 剧_ p pb i c o m p o n e n t s p u n b o n dn o n w o v e n sb e c o m ean e wg e n e r a t i o no fh y g i e n em a t e r i a l s t h ep r o d u c t i o np r o c e s s e sa s f o l l o w s ：f i r s t ，p o l y p r o p y l e n e ( p p ) a n d p o l y e t h y l e n e ( p e ) a r eh e a t e dt om e l t ；n e x t ，t h em e l ti se x t r u d e di n t ot h e a i rf r o mt h ec o m p o s i t es p i n n i n gh o l e sa f t e ri tg o e st h r o u g ht h ee x t r u d e r ； t h e nt h ef l o wi sd r a w na n db e c o m ef i n e ra n dl o n g e ri nac e r t a i ns p e e d ， m e a n w h i l ei ti sc o o l e da n dc o a g u l a t e di nt h ea i r , s ot h a tt h es h e a t h c o r e p e p pf i b e ri s f o r m e d ；a f t e rw e b l a y i n g ，f i n a l l y t h ew e bw i l lb e r e i n f o r c e dt ob en o n w o v e n sv i ac a l e n d a rb o n d i n gw i t hh e a ta n dp r e s s u r e t h i sp a p e rm a i n l yf o c u s e so nt h o s ea s p e c t s ：蠡娃t h ec r o s s s e c t i o n s t r u c t u r eo fp b ，p p b i c o m p o n e n t f i b e ra n dt h em i c r o s t r u c t u r eo f n o n w o v e nf a b r i c sa r eo b s e r v e d ；_ t h es e c o n di st oo p t i m i z et h ep a r a m e t e r s 3 寐华大学颈士研究生论文 o ft h ep r o c e s so fc a l e n d a rb o n d i n g ；t h e 照遮i st os t u d yt h eb r e a k i n g m e c h a n i s mo fn o n w o v e n s ；l a s t ，t h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h e s t r u c t u r e sa n d p r o p e r t i e s b e t w e e np e p p 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 sa n dp ps p u n b o n dn o n w o v e n sa r ec o m p a r e da n da n a l y z e d p e 艚pj i i b e ri sad i f f e r e n t i a lf i b e ra n di t sc r o s s s e c t i o ns t r u c t u r ei s d e s i g n e di na c c o r d a n c ew i 也i t su s e t h es h e a t h c o r ef i b e rc a l li m p r o v e h a n ds o f t n e s sa n ds t r e n g t ho fn o n w o v e n s i nc a l e n d a rb o n d i n gap a i ro fh e 缴r o l l e r s - - a ne n g r a v e dr o l l e ra n dam a r & r o l l e r i su s e d 协也e r m o d o tb o n dt h ef i b e rw e b 。t h eh e 撕n g t e m p e r a t u r ei st h es a m e 丽t ht h em e l t i n gp o i n to f t h es h e a t hc o m p o n e n t p ea n dp em a l t sa n df l o w s ，w h i l ec o r ec o m p o n e n tp pm e l t i n gp o i n ti s a b o u t3 0 ch i g h e rt h a np es ot h a ti tm a i n t a i n si t so r i g i n a lp e r f o r m a n c e 遗 t h i sp r o c e s s t h ef i b e r sb o n dt o g e t h e ra n df o r mn o n w o v e n s t h eb o n d i n g o n l yt a k e sp l a c ei nt h er o l l i n gp o i n to fe n g r a v e dr o l l e r t h et e m p e r a t u r e ，l i n e a rp r e s s u r e ，l i n e a rv e l o c i t y ( o rh e a t i n gt i m e ) o f c a l e n d a ra r et h r e ek e yf a c t o r s ，w h i c hh a v eg r e a te f f e c to nt h eq u a l i t yo f t 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 b yo r t h o g o n a ll a y o u ta n d v a r i a n c ea n a l y s i s ，w ed i s c u s s e dt h ei m p a c to ft h o s et h r e ep a r a m e t e r so n t h ev e r t i c a la n dh o r i z o n t a lb r e a k i n gs t r e n g t h ，b e n d i n gr i g i d i t ya n d p e r m e a b i l i t yo ft h en o n w o v e nf a b r i c s 。i fo n l ys t r e n g t hi sc o n c e r n e d ，t h e o p t i m a lp a r a m e t e r sa r e 鑫sf o l l o w s ，t e m p e r a t u r e ：13 0 c ，l i n e a rv e l o c i t y ：1 3 m m i n ，l i n e a rp r e s s u r e ：7 0k g f c m 毒 寨华大学硕士研究生论文 t h ea n a l y s i so nt h es t r u c t u r eo fs p u n b o n dn o n w o v e n ss h o wt h a tt h e b o n d i n gp o i n ti sd i a m o n d 一建印酣a n di t ss i z e , n u m b e ra n dd i s t r i b u t i o n d e p e n do nt h es i t u a t i o no ft h ec a l e n d a r t h eb o n d i n gz o n eo fp e p p s p u n b o n dn o n w o v e n si sa l m o s ti n t a c ta n dr e m a i n st ob em o n o f i l ，w h i l e t h a to fp ps p u n b o n dn o n w o v e n si s i m p a i r e d ，f i l m - l i k e , b e c o m i n g p o t e n t i a lw e a k a r e a t h eb r e a k i n go fs p u n b o n dn o n w o v e nf a b r i c sc a nb ed i v i d e di n t ot h r e e s t a g e sa n d s t a r t sf r o mt h ew e a ka r e aa tt h ej u n c t i o nb e t w e e nb o n d i n gs p 躐 a n dt h es u r r o n g d i n g t h ew e a ka r e ao fp e p ps p u n b o n dn o n w o v e nf a b r i c i sr e l a t i v e l ys t r o n g e rt h a nt h a to fp ps p u n b o n dn o n w o v e nf a b r i c s ，s oi t t a k e sm o r et i m e 专ob r e a k , a n dt h eb o n d i n gs p o ts t r u c t u r er e m a i n sa l m o s t u n d e s t r o y e da n ds t r e t c h e sa l o n g 蛹mt h ef i b e r sa r o u n d t ot h es a m e d i r e c t i o no fe x t e n s i o n o nt h ec o n t r a r y , p ps p u f f o o n dn o n w o v e nf a b r i c s p r e s e n tu sm u c hp o o r e rp e r f o r m a n c e so ft h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e s 。t h e b o n d i n gs p o t o fp ps p u n b o n dn o n w o v e nf a b r i ci sd a m a g e dm o r e s e r i o u s l ya n dm o r es u s c e p t i b l et ob r e a k , 脚c o m p a r i s o n ，p e e ps p u n b o n dn o n w o v e n sa r et h i n n e r , s t r o n g e r , m o r e e x t e n s i l e , s o r e r , s m o o t h e r , m o r ee v e n ，h i g h e ri n a i ra n dm o i s t u r e p e r m e a b i l i t y , b u tp o o r e ri nu n i f o r m i t y , c o v e r a g ea n dw a t e rr e p e l l e n c y ；p p s p u n b o n dn o n w o v e n s a r eo nt h ev e r yc o n t r a r y s t r e n g t ha n de l o n g a t i o na sw e l la ss o f t n e s sa r ei m p o r t a n t i n d i c a t o r so ft h e q u a l i t i e s o fh y g i e n en o n w o v e nm a t e r i a l s w i t hg o o ds o r n e s s ，h i 曲 5 承华大学硕士研究生论文 a b s l 碾 c t s t r e n g t ha n de l o n g a t i o n , g o o d 斑a n dm o i s t u r ep e r m e a b i l i t ya n dt h e a b i l i t y t o p r e v e n t r e v e r s e o s m o s i s ，l i g h t w e i g h t p 聊ps p u n b o n d n o n w o v e nf a b r i c sa r ev e r ys u i t a b l ef o rt h et o p l a y e ro fb a b yd i a p e r s ， s a n i t a r yn a p k i na n d s o o i l ，b e c o m i n g a l l u p g r a d i n gp r o d u c t f o r m o n o c o m p o n e n t p po rp o l y e s t e r ( p e t ) c a l e n d a rb o n d e dn o n w o v e n s ，o r s t a p l e f i b e rc a r d e dh o tt h r o u g h - a i rn o n w o v e n s 。 c h e n ga i m i n ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db yp r o h u 。s h e 。n w e 。i & k e yw o r d s ：b i c o m p o n e n t ，p e p p , p p , s p u n b o n d ，n o n w o v c n ， c a l e n d a rb o n d i n g 6 东华大学学位论文原创性声睨 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：杉缓局 日期： 砷年f 月础日 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。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密口。 学位论文作者签名：椒氏 园期：岬年f 明媚 掳 向乞 日 改 脚 ，j ji， 名 年 签 7 雨 力 麟 彳 教 波 导 期匕甚广t一 指 日 东华大学硕士研究生论文箔一章绪论 第一章绪论 非织造布( n o n w o v e n s ) 又称无纺布或不织布。非织造技术是一门源于纺织， 健又超越纺织的材料加工技术。以往j 织造布划分力三大类，即于法、湿法、纺 粘法。由于非织造技术的突飞猛进，其分类法又有所发展。现在较为适当的分法 分为四大类，霸梳理成网法( c a r d e d ) 、纺丝成瓣法( s p u n l a i d ) 、气流戒蹰法( a i r l a i d ) 和湿法成网法( w e t l a i d ) 。纺粘法属于纺丝成网法的一种。 1 1 纺粘法非织造布行业背景 纺粘法( s p u n b o n d ) 即熔融纺丝成网，是将高分子聚合物加热熔融，经挤如 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( 气流或枫械作用) ，在该阶段离分子熔体细化同时凝固，从而形成 纤维后成网n 1 。 纺糕法菲织造布也称长丝菲织造布，它的关键技术是纺丝、拉佛、镶网和成 网，从这个角度上来看，纺粘法是集化工、塑料、造纸、化纤等行业为一体的涉 及学科较多的综合性技术。从霉亍业的归属来看，纺糕法非织造布虽属予纺织工业 的一个分支，但已成为一个相对独立、最有朝气的生产行业；同时，由于纺粘法 非织造毒主要是由聚丙烯切片或涤纶切片直接成网法制成的新兴材料，因此，它 也与石油化工及新兴材料产业领域密切相关聆1 。 与传统的非织造布加工技术相比，纺糕法非织造布具有王艺先进、工艺流程 短、成本低廉、劳动生产率高、人均产值大、原料易得、产晶性能优异且用途广 泛等优点；其次，纺粘法非织造布大量应用聚丙烯或聚酯作原料，在切片价格、 加工过程、生产成本等方面有优势；另外，纺粘法非织造产晶力学性能优良，其 各向同性，抗拉强力、断裂伸长、撕裂强度等指标均优于于法、漫法、熔喷法非 织造布，所以能够满足多种用途的产品需要，大大扩展了非织造布传统的应用领 城，是一顼具有发展前途的薪技术。 2 0 世纪5 0 年代末，德国莱芬豪舍( f r e u d e n b e r g ) 公司和美国杜邦( d u p o n t ) 公司分别研制成功了纺糕法技术，并于2 0 世纪6 0 年代中裳开始了工业化生产；7 0 年代初的纺粘法，纤维单丝比较粗，铺网不均匀b 1 ，在这之后，纺粘法生产技术 券华大学磺曩：研究生论文 簿一章绪论 不断改革与完善，进入快速发展期；9 0 年代纺丝工艺的进步和相关设备、技术的 突破，使得纤维纤度大幅度下降，使得纺粘法非织造布的均匀度差、手感粗糙的 缺点都得到很大的改善，纺粘法菲织造布得到广泛应用溯。经过3 0 多年的发展， 已成为产量仅次予千法非织造布的第二大类非织造布生产方法。 露前，美国、西欧和霞本非织造布行业的发展代表着世界非织造布的主流， 三者产量约占世界非织造枢总产量的8 5 左右，而聚合物挤压法( 指纺粘法和熔 喷法) 发展最为迅速，纺粘法菲织造布产量的比重已超过非织造布总产量的5 0 以上；豫洲、南美等地区避年来发展速度最快阎。 我因纺糕法奄# 织造布王业化生产始于上世纪夕十年代末，发展情况见表羔一1 。 獭时，广州、上海、沈刚三地分别从德国莱芬豪舍r e i f e n h a u s e r 公司和意大利n w t 公司弓l 进了年产1 0 0 0 吨的纺粘法菲织造布生产线，开拓了中国纺粘法非织造布置 业生产的先河。1 9 9 1 年之前全国仅有3 条生产线，年产能力3 0 0 0 吨，实隧产量2 5 0 0 吨。但2 0 0 6 年已有3 4 2 条生产线，年产熊力达8 主万吨以上，产量达否3 万吨。中图 融成为世界第二大纺粘法非织造布生产的大国旧。 袭1 一i ：孛匿绞襄占法毒缎造布发震情况 年份8 8 - 9 12 0 0 12 0 0 3 2 0 0 42 0 0 52 0 0 6 生产线( 条) 37 0量兰52 4 2 2 8 23 4 2 产能( 万吨) o 。32 王，93 5 36 1 47 王28 圭。3 产量( 万吨)o 2 5王3 7 2 6 ?3 64 2 5 3 3 但是我国的纺粘法非织造蠢晶种不多，原料集孛在丙纶档涤纶。其中9 0 以 上为丙纶薄墅热轧布，其余为涤纶秘纺粘熔喷纺粘( 郎s m s ) 产品。随着产能 的急剧膨胀，市场竞争器趋激烈，且也经济效益下滑。 进入2 0 0 0 年以来，世界纺粘法技术得到了进一步的提高，并向细虽化、多组 分、多聚合物适纺性以及工艺组合化等方离发展。双组分复合纤维作为一种差剐 化纤维，顺应了合成纤维发展的趋势，成为纺粘j 骞织造布生产溻纤维的来源和发 展方惫。 i 2 双组分复合纤维 所谓双组分复合纤维( b i e o m p o n e n tf i b e r ) ，是指在同一檄纤维上，沿纤维轴 向同时存在着两种不同聚合物的复合纤维，亦称共轭纤维( 铂瑶u 皇f a t 甜f i b e r ) 娌瑚。 2 末毕大学葡士研究生论文第一章绪论 双组分复合纺粘法非织造布技术，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。其虽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= 地拓展了纺牯法技术的发 展空u j 。目前双组分纺粘产品产量占纺粘法非织遗布总产量的2 以上。 生产双组分纤维最主要的目的就是复合两种聚台物的性能，使复合材料能够 表现出单一组分所不能得到的风格、功能和质感。双组分纤维复合的重要原则是 不损坏纤维内各组分的性能和功能，而是更利于表现其性能和功能。根据最终用 途双组分长丝可设计出具有自卷曲、裂离或溶解、自粘台、导电性、光导性 等的性能。最常见的结构形式为皮芯型、并列型、剥离型等“i 见圈卜1 。 b l c o m p o n e n tf i b e r s 岚o $ 0 v | 黜乳2 0 “氨。* 器s ”u c ” 固 s c c v e 1 eo si nas h “r i p e 0 暴惫。莲麓岑内。蕊0 ， 及牛 图卜l 舣组分长丝截面图 ( i ) 皮芯型：皮芯型双组分纤维一般指的是单芯，按组分之比可做成5 0 5 0 与2 0 1 8 0 等不同比例，可分成正皮芯型、偏皮芯型、三叶形等。皮层采用熔点较 低的材料在热轧或热矾成布中，皮层组分在较低的温度下熔融对纤网起粘合作 _ i ；| j ，而芯层一般以廉价的聚合物作芯，昂贵的、具有特殊的性能的聚合物为皮层， 如芯为聚乙烯伊o l y p m p y l e n e ，简称p p ) 、外皮为聚酰胺( p o l y a m i d e 简称p a ) 的纤 维具有良好的吸湿性。但目前用的最多的是以寨乙烯p p 或聚酯( p o l y e s t e r ，简称 p e t ) 为芯，外层为粘结用的低熔点的聚乙烯( p o l y e t h y l e n e ，简称p e ) ，该纤维可 3 豢华大学殒士研究生论嶷第一章绪谂 使非织造布手惑特别柔软秘嬷，撕破强力大大提高；也可以在皮层或芯层加入改性 剂，利用皮层将具有特殊功能的芯层材料保护起来，可纺制成具有特殊功能的纤 维。如鳞本u n i t i k a ( 尤尼吉卡) 公谣的p e 蹭疆皮芯复合产品e l c v e s ，表面的聚乙 烯熔融成为粘合剂和涂层，而芯层涤纶不受影响，使产品强力较高、防水性能卓 越，可以餍终篷布覆盖材料珏”。 ( 2 ) 并列型；并列型纤维的两组分可以是完全不同的聚合物，如p e t p a 6 ， 也可以怒熔体指数( m f 王) 不同的褥种聚合物，如s p p i p p 。并列型纤维也霹徽 成5 0 5 0 - 坶2 0 8 0 等不同比例和a b 、a b a 等多种形式。利用热湿收缩性能不同，制成 纤维囊然、永久螺旋状卷隧，卷曲程度可以隧组分比例的变化和生产王艺的不褥 丽变化，这样可以提高织物的弹性和蓬松性口羽：也可以利用两釉组分上染性的不 同来翻造异色纤维。 ( 3 ) 剥离型：剥离型双组分复合纤维是生产超细纤维的常用手段，它是利朋 两种非粘合性赢聚物，以定的组合形式，纺铡成单根纤维，遥常用p 霞烈来 生产，p a 比例介于1 5 - 5 0 之间。剥离型又包括橘瓣形和海岛形。 橘瓣形常用针刺枫械力或水刺喷射力使橘瓣剥离，以此制造具有异性截面的 超细纤维，目前广泛使用的是1 6 和3 2 瓣。橘瓣形纤维比表西积增加，乎感更好， 将轻度糕合的橘瓣型双组分纤维制褥的纺粘纤髓经水刺枫加固，该复合型非织造 猫具有和难毡以及橘瓣型微细旦机织物相似的独特性能n 3 1 。由超细纤维制成的纺 粘菲织造布可应用于人造麂皮和过滤材料。 海繇型中，“鹦”通常是熔纺聚合物，如：尼龙、聚酯或聚丙烯。“海 则可 幽聚苯乙烯、求溶性聚醣和塑纯体或皂化聚乙烯醇等聚合物形法生产海岛型短纤 维。这种纤维的成纤是一种聚合物以悬浮液滴的形式进入另一熔体中，经喷丝、 披伸使其分散的颗粒被拉伸成与纾维辘淘平行的微纤维，通过溶解其基质，形成 具有一定纤度、长度分布的超细短纤维。例如：a l l i c d q d 学公司生产的基质原纤 型双组分纤维“s o u r c e ”，其中p e t 原纤被惩龙6 的基璇包黑，p e t 原纤存在的俸 用是：提齑纤维的模量，降低回潮率，提高变形能力，给予纤维独特的外鼹光泽 效果“舢。成品布中“海 可用碱溶液溶解，使“海 分离溅来，制取缨度达0 1 l d t e x 以下的超细纤维。这种技术与圈纤度单组分超细纤维的纺丝技术相比，设备和王 芑要求低n 瓤。 4 东华大学硕士研巍生论文第一章绪论 1 3 双组分纺粘非织造布工艺发震简介 1 3 。董国外双组分纺糕法= 萎织造布工艺技术发展概况 目前，掌握双组分复合纺粘法非织造布技术的国外公司还不多，现就主要厂 商和产鼎进行介绍n 哪。 ( 1 ) 德国莱芬豪含( r e i f e r a h a u s c r ) 公司 该公司是世界土纺糕法设备的最大供应齑，采用r e i c o f i l 工艺，露采用狭缝 抽吸负压牵伸和整板整条狭缝技术，目前已经发展至l j r o i c o f i li v 型。其中喷丝板 的宽度即为产品宽度，设备紧凑，结构篱单，产鼎成圈均匀，能耗较低。主要产 品有p p 纺粘法非织造猫、纺粘熔喷复合非织造布( s m s ) ，现在融有p e p p 双组 分复合纺粘非织造布的试验生产线。但产晶存在牵伸力誉足，不能生产p e t 和潞 的纺粘及复合纺粘产晶。 ( 2 ) 阿松( a s o n ) 公司 美国阿松公司( 现已被纽马格公司兼并) 是较早向我国介绍双组分纺粘法产 品的厂商。该公蠲采鬟狭缝零l 射式( 有摩擦式喷射型或压蕹式湍流型) 歪压牵律 和整板整条狭缝技术，据说纺丝速度可超过50 0 0m m i n ，可生产p e t 、p a 、p p 和鼹的攀组分和双组分纺糙产燕，不足之处是对外供应的成熟生产线少。 ( 3 ) 美国诺信公司 该公司是一个跨国公司，1 9 9 9 年收购了杰迈( 蹦l a b o r a t o r i e s ) 公鼋，进入了 纺粘法行业。杰迈公司吸收了豳本n k k 公司的技术，可以供应各种合成纤维和复 合纤维的纺粘法非织造布生产线。 ( 4 ) 荷兰阿克苏( 舾) 公司 该公司有成熟鳇皮芯型携p 醪复合纺糕法生产线，产品基被广泛应鬟。 ( 5 ) 美国希尔( h i l l s ) 公司 该公司是一家以专门生产备秸复合纤维为特色熬著名公司，该公司鲶设备特 色是喷丝板设计有独到之处，可生产p e t 、p a 和姻各种组分的复合纤维。其多组 分或双组分技术是基于在纺丝头组合律中使耀薄静分配叛，将每一种聚合物分配 到多组分束流中，再输送到纺丝孔中。这一独特的技术能使所有类型的可熔纺双 组分纤维都可以在溺一纺丝头组件中纺期。双组分纤维统制成功麴关键在予纺丝 头的设计。聚合物在纺丝头组件中滞留时间很短，因此聚含物的温度不会与纺丝 5 东华大学硕士研究生论文 第一章绪论 头组件的温度达致平衡，并能通过调节聚合物的温度调节粘度。另一特点是可以 利用高密度喷丝孔来纺制双组分纤维。 ( 6 ) 德国嘶、意大利s t p 和o r v 公司n 羽 均使用d o c a n i 艺，主要特点是采用圆管引射式正压牵伸和多块喷丝板。 ( 7 ) 意大利n w t 和n w e 公司 使用d o c a n 改进工艺，即采用狭缝引射式正压牵伸和多板多条狭缝技术。 除上述公司外，日本的一些公司如曰本尤尼契卡( u n i t i k a ) 公司等都有生产 双组分纺粘非织造布的能力。 l 。3 。2 国内双组分纺粘工艺技术发展概况 2 0 0 5 年上海市合成纤维所在原有p p 纺粘非织造布生产线上的基础上，对工 艺和设备进行完善，建成了国内第一条p e p p 、p e p e t 双组分复合纺粘法非织造 布生产线，属国内第一条拥有原创核心技术和自主知识产权的国产试验装置。 项目采用管式正压纺丝牵伸工艺来研制双组分复合纺粘法非织造布，原料适 用范围广；通过双复合箱体、二层网交叉覆盖的方法解决了产品均匀性问题；设 备可以全部国产化，无论是技术还是产品均处于国际先进水平。该生产线达到3 米宽门幅、双排可以工业化连续运转水平，可生产面密度1 8 耐以上的p e 偿p 、 p e p e t 纺粘产品，年产2 5 0 0 吨，门幅3 米。 同年，浙江绍兴耀龙纺粘科技有限公司从美国引进了3 5 米整体狭缝正压拉 伸的双组分纺粘法生产线，可生产纤维细度达0 8 d 、面密度l o g m 2 以上的纺粘非 织造布，年产8 0 0 0 吨，有效门幅达3 2 米。 但是，我国纺粘法非织造布行业也面临着一些困境n 副，主要是：企业小而分 散，设备和技术落后，核心技术、品牌以及市场份额少。国内的纺粘法非织造布 品种不多，原料集中在丙纶和涤纶。其中9 0 以上为丙纶薄型热轧布，其余为涤 纶和纺粘熔喷纺粘( 即s m s ) 产品。随着产能的急剧膨胀，市场竞争日趋激烈， 造成经济效益下滑，而发展前景广阔的双组分复合纺粘产鼎尚处于起步阶段。 1 4 发展双组分纺粘j 鼻织造技术的必要性和产品用途 1 4 1 发展双组分纺粘非织造布技术的必要性 发展p e p p 双组分纺粘非织造布技术是市场发展的需求，以应用于卫生用品 6 东华大学硕士研究生论文第一章绪论 表层包覆材料的薄型p f j p p 纺粘非织造布为例说明。卫生用i l i l 主要包括妇女卫生 巾、护垫、婴儿尿裤、成人失禁垫等。蹬前的包覆材料主要有薄型短纤热轧非织 造布、热风非织造布及丙纶或涤纶纺粘法非织造布。包覆材料作为与人体直接接 触的部分，除要求强度高外，还要求卫生、舒适、方便、经济。图l 也为婴儿 尿裤的简易结构示意图。 图1 2 婴儿尿裤的简易结构图 短纤热轧非织造布在我国应用较早，它具有干湿强力好、尺寸稳定性好、卫 生、均匀等特性。但是薄型热轧非织造布的强力和柔软性是一对突出的矛盾，强 度高，柔软性低；柔软性好，强度就低汹1 。 热风非织造布生产线在9 0 年代中期由徐州飞达公司和福建恒安公司分别从 德国和四本引进，采用丙、乙纶双组分皮芯结构的e s 复合短纤维心u ，皮层聚乙 烯熔点比芯层低3 0 度左右，加工时纤维网梳理后在无压力的状态下热粘合，低熔 点组分聚乙烯在纤维网交叉点上形成熔融粘合陷期。热风非织造布解决了强力和柔 软性之间的矛盾，产品柔软、舒适、强度适中，在卫生覆面材料领域逐步取代了 热s l ：i f - 织造布。但是，由于产品在无压力状态下热糙合，表面不平整，绒毛头较 多，在人体穿着过程中与皮肤接触摩擦，易产生红疹、刺痒的症状乜朝。 短纤梳理成网经热轧或热风固结的非织造布，产品强度低，不能满足高速运 转的设备强力要求，同时短纤维制造过程中添加的纺丝油剂会对皮肤产生不良影 响，不符合生态纺织是的要求。丙纶纺粘非织造布具有高强度、无污染、低成本 的特点，但是p e p p 纺粘非织造布，不仅具有丙纶纺粘非织造布的优点，而且手 感柔软舒适、适合低温加工、降低能源的性能，成为卫生材料的有利竞争者。 ? 零华大学磺耋研究生论文 第一章绪论 1 4 2 双组分技术和产品的优点 本课题研究的p 聊p 双组分纤维是皮芯型复合结构，芯层组分为聚丙烯，简 称p p ，熔点为1 6 5 ；皮层为低熔点的聚乙烯，熔点比聚丙烯低3 0 以上。热轧 熔融时，皮层在较低的温度下熔融将纤网粘结起来，而芯层材料因熔点较高，热 轧未受影响，因而保持原先的性能不变，从而使产品具有以下优点阱1 ： ( 1 ) 手感柔软，有丝绸般滑爽感。由于皮芯型双组份非织造布的皮层为p e ， 纤维熔点低且本身具有良好的柔软性，热轧时采用较低温度，这就使制得的产品 手感非常柔软。 ( 2 ) 用材省、同等需求下面密度轻。原先卫生用品覆面材料大多采用 2 0 2 5 9 m 2 的单组分及e s 短纤热轧无纺布，而双组份纺粘非织造布在纤维细度、 成布均匀性及强度方面有较强的优势，因此可用1 5 1 8g , m 2 的产品代替。 ( 3 ) 强度高、伸展大。较低的粘合温度不会影响芯层组分的取向度，丽皮 层组分p e 在热轧中受温度和压力作用，熔融后成为粘结剂，增加了纤网的强度， 而伸长大是芯层聚丙烯p p 的原纤化和取向度未受影响，保留了纤维原来的性能。 ( 4 ) 复合性能好。纺粘非织造布一般与聚乙烯膜的复合，而用p e 做皮层的 双组份非织造布与薄膜复合，属同种原料复合，复合产品浑然一体，难以剥离。 ( 5 ) 无毒、无刺激，能有效地保护人体皮肤。因p e 膜的卫生性能较好，p e 作皮的双组份非织造布无毒，并可用钴6 0 放射消毒，而且在生产过程中不添加任 何纺丝油剂，不会对皮肤有任何副作用，并可有效地保护皮肤。 ( 6 ) 节约能源。以p p p e t 为例，其纤网粘合温度比单质p e t 粘合温度低约 8 0 ，能耗显著降低。 ( 7 ) 提高生产效率。薄型产品只需要一对轧辊机，厚型的采用抽吸式于燥 机，生产流程缩短1 2 左右。 正是因为皮芯型双组分纺粘非织造布的上述优点，使其薄型产品能够代替原 先单组分的丙纶或涤纶热轧非织造布，更适合作为妇女卫生巾和婴儿尿裤等卫生 用品的覆面材料。双组分技术的应用，不仅改善了纺糙法的工艺条件，丽且使产 品的质量和性能更加完善。 l 。4 3 双组分纺粘非织造产品的用途 g 东华大学硕士研究生论文第一章绪论 双组分纺粘非织造布的主要用途如表1 - 2 。 表1 - 2 双组分纺粘菲织造布的主要用途 使用领域产品举例 手术服、口罩、鞋套、产妇包、床单、被套、妇女卫生巾， 医疗羹生焉晶 婴儿尿布、成人失禁用品、绷带等。 防水材料屋顶、墙露、隧道、路基防水基布等。 过滤材料过滤卷材、高精度过滤材料基布、汽车滤芯等。 地毯基布 簇绒地毯基布、装饰地毯、汽车用成型地毯基布 农用丰收布 大棚保温二道膜、浮面覆盖材料、遮阳布等。 其它 家瑶装饰布、台布、包装布、汽率罩等。 在一次性医疗卫生制品方面：双组分复合产品柔软，强度离，服用性能更佳， 可作秀级换代的医保用品。蹬前p & g 、k i r n b e r l y - c l a r k 、s c a 等著名厂商已经采 用高柔软高强伸性能的卫生覆面材料，使产品更加舒适，更具人性关怀。 在防水材料方面：复合纺粘布与薄膜复合后，浑然一体，剥离强度离，使用 寿命长，放水效果好 在过滤材料方面：复合纺粘布在过滤行业的应餍，由于双组分材质，容易在 一些折叠式构造的滤芯方面在不破坏性能的前提下进行定型处理，因此在汽车、 内燃机行鼗可广泛使用。 地毯基布：目前用于簇绒地毯的基布完全依靠进翻，对尺寸稳定性和撕破强 力的要求特剐高，般菲织造布难以达到。 农用丰收布：可防寒防冻、防止病虫害，起到增收增产的效果。 1 5 本课题的主要研究内容 本课题研究对象是“皮葱型双组分复合纤维及纺粘菲织造布，对应的双组 分纺粘非织造布技术属于国际先进技术。本课题所用试验线是由单组分纺粘非织 造布生产线改装丽来，所生产的长丝和最终产品成布的性能有待检验；同时，作 为单组分纺粘非织造布的升级换代产品，双组分产品的性能优势需要阐述、分析。 本课题的主要研究内容如下： ( 1 ) 双组分纺粘非织造布原料性质及其复合纤维性能测试； q 东华大学硕士研究生论文第一章绪论 介绍用来生产p e p p 纤维的两种组分p e 、p p 的必要性质，并对p e e p 双组 分纤维进行多项性能检测。 ( 2 ) 纤网热轧粘合等主要工艺研究 本工艺采用复式纺丝装置来制取复合纤维，即采用两台螺杆挤压机、两只熔 体过滤器、复合纺丝箱体，二种组分的原料切片分别加入加料仓，分别受热、熔 融、挤压，再经过各自的熔体过滤成为纺丝熔体。阐述本课题双组分纺粘非织造 布生产流程中各步适宣的工艺。 热轧机温度、速度、压力三个参数，将最终决定产品品质的好坏，特别是对 双组分纺牯产晶，热轧工艺